DE518801C - Verfahren zur UEbertragung elektrischer Energie aus einem Erregerkreis in einen abstimmbaren Aufnahmekreis - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Anordnungen zur Übertragung elektrischer Energie aus einem Erregerkreis in einen abstimmbaren Aufnehmekreis innerhalb eines Bereiches oder Bandes von verschiedenen Frequenzen.

Im besonderen ist Gegenstand der Erfindung die Übertragung der Energie derart zu gestalten, daß sie in einem jeweils gewünschten Übertragungsverhältnis erfolgt. Die Erfindung gestattet, jedes gewünschte Energieübertragungsverhältnis bei veränderlicher Frequenz in einem großen Frequenzbereich zu erzielen, und zwar so, daß die elektrischen Größen des Kreises einmalig bestimmt und entsprechend gewählt werden können, so daß lediglich durch Betätigung eines Abstimmkondensators im zweiten Kreis sich die jeweils gewünschten Übertragungsverhältnisse ergeben.

Es wird dies der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß der Aufnehmekreis auf den Erregerkreis, beispielsweise in einer Radioanlage der Antennenkreis, mittels zweier Kopplungen zugleich rückwirkt, von denen die eine eine mit der Frequenz zunehmende, die andere eine mit der Frequenz abnehmende Rückwirkung hat und daß die für die verschiedenen Frequenzen sich ergebenden Abhängigkeiten der Energieübertragungen für beide Kopplungsarten so gewählt sind, daß die aus diesen Übertragungen summierte Gesamtrückwirkung einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit entspricht.

Eine bevorzugte wertvolle Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn der Aufnehmekreis auf den Erregerkreis sowohl kapazitiv als auch induktiv rückwirkt.

Bei den bekannten induktiven Kopplungen nimmt der Betrag der Energieübertragung zwischen beiden Kreisen mit der Frequenz der Ströme ab, deren Energie zu übertragen ist, so daß derartige Systeme nur an einer Stelle eines Bandes oder eines Bereiches verschiedener Frequenzen brauchbar sind, für die das System bestimmt ist. Im besonderen kann man dies bei gewöhnlichen Radioempfangsanlagen beobachten, die aus einer Anzahl hintereinander angeordneter Kreise bestehen, die in einem bestimmten Frequenzbereich abstimmbar und induktiv miteinander gekoppelt sind. Im allgemeinen sind diese Systeme bei hohen Frequenzen brauchbar, sie fallen aber bei niederen Frequenzen erheblich ab. Werden dagegen die Kreise kapazitiv gekoppelt, so läßt sich zeigen, daß hier die übertragene Energie mit abnehmender Frequenz zunimmt. Werden nun gemäß der Erfindung zwei Kopplungen zugleich angewendet, von denen die eine, wie die induktive, mit der Frequenz zunimmt, die andere, wie die

kapazitive, eine mit der Frequenz abnehmende Rückwirkung hat, und werden die für die verschienenen Frequenzen sich ergebenden Abhängigkeiten der Energieübertragungen für beide Kopplungsarten geeignet gewählt, so läßt sich die Übertragungsanordnung so einstellen, daß die aus den beiden Kopplungen summierte Gesamtrückwirkung einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit entspricht.

ίο In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, das zur Erläuterung der Verhältnisse dient.

Λ bezeichnet eine Antenne, die bei G an Erde liegt; C₃ ist ein im Antennenkreis liegender Kondensator, der bei dem veranschaulichten Beispiel als Kopplung dient, die eine mit der Frequenz abnehmende Rückwirkung hat. In den Kreis kann ein weiterer Kondensator C₁ eingeschaltet sein. Der Kreis enthält ferner ein zweites Kopplungsglied L₁, beispielsweise die Spule einer Selbstinduktion oder eines Transformators, die als Kopplung mit einer Rückwirkung dient, die mit der Frequenz zunimmt. Dieser Kreis wird im folgenden als Erregerkreis bezeichnet, insofern als er die Energie der jeweils erwünschten Frequenz sammelt und sie zur Übertragung in einen anderen hier als Aufnehmekreis bezeichneten Kreis zugänglich macht. Dieser zweite oder Aufnehmekreis enthält außer dem Kopplungsglied C₃ eine Induktanz L₂, die mit L₁ zusammen die zweite Kopplung beider Kreise bildet. In den Kreis ist ferner ein einstellbarer Kondensator C₂ geschaltet, mit Hilfe dessen der iVufnehmekreis ganz oder nahezu auf Resonanz mit irgendeiner der in Frage kommenden Frequenzen abgestimmt werden kann, die im Erreger- oder Antennenkreis vorhanden sind. Durch diese Einstellung wird die Energie der jeweils erwünschten Frequenz vom Erregerkreis auf den Äufnehmekreis durch beide Kopplungen übertragen.

Die Reaktanz des Kondensators C₃ stellt nur einen Teil der kapazitiven Reaktanz im Aufnehmestromkreis dar, die Kopplungsreaktanz zwischen beiden Kreisen hängt dementsprechend von dem Verhältnis der Werte beider Kondensatoren C₃ und C₂ ab. Durch Einstellung dieser Werte der beiden Kondensatoren kann erreicht werden, daß der Kopplungsanteil, der auf die Kondensatoren entfällt, zwischen beiden Kreisen in vorbestimmter Weise wächst, wenn die Frequenz abnimmt. Andererseits kann durch geeignete Wahl der Induktivitäten jener Teil der Rückwirkung nach Wunsch derart eingestellt werden, daß sich jener Anteil der Rückwirkung mit abnehmender Frequenz verkleinert. Durch geeignete Einstellung der beiden Kopplungen zueinander kann man also erreichen, daß die Gesamtrückwirkung sich je nach Wunsch ändert, zunimmt oder abnimmt. Ein bevorzugter Fall ist der, bei dem die übertragene Energie und damit die Kopplung in einem großen Wellenbereich konstant ist, gleichgültig, wie die Frequenz in diesem Bereich sich ändert. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Zunahme der Rückwirkung bei der einen Kopplung die Abnahme der Rückwirkung aufhebt. Man hat dann die elektrischen Konstanten der Kreise so abzustimmen, daß bei dem veranschaulichten Beispiel die elektrostatische Energieübertragung mit zunehmender Frequenz im gleichen Maße abnimmt, wie mit zunehmender Frequenz die induktive Übertragung zunimmt. Wird also die kapazitive Kopplung derart angeordnet, daß die Energieübertragung in einer vorbestimmten Weise sich ändert und ist diese Änderung gerade entgegengesetzt der Änderung bei der induktiven Kopplung, so ist eine Kombination beider möglich, bei der die Gesamtkopplung in dem erwünschten Frequenzbereich ganz oder nahezu konstant bleibt, oder es kann auch erreicht werden, daß die Kopplung mit der Frequenz in der jeweils erwünschten vorbestimmten Weise abnimmt oder auch zunimmt. In allen Fällen ist es nur erforderlich, lediglich durch Betätigung des Abstimmkondensators den Äufnehmekreis auf den Erregerkreis abzustimmen, ohne daß es irgendwelcher Betätigung anderer Einstellvorrichtungen oder sonstiger Maßnahmen bedarf. Lediglieh durch diese Einstellung ändern sich die beiden Rückwirkungen und somit die Gesamtrückwirkung in vorbestimmter Weise. Hierbei wird die Polarität der induktiven Kopplung so gewählt, daß die beiden Ströme der übertragenen Energie in Phase sind oder sich unterstützen, da bei entgegengesetzter Polarität die Gesamtübertragung oder Rückwirkung ein Maximum an den Enden des Frequenzbereiches oder Frequenzbandes ist und schnell in der Mitte des Bandes auf keine Übertragung abnimmt, falls die beiden Übertragungen gleich und einander entgegengesetzt sind, d. h. also, man wird bei Änderung der Frequenz konstant bleibende oder sich mit ihr gleichmäßig ändernde Übertragung nur dann erreichen, wenn die kapazitive und induktive Kopplung sich unterstützen.

Die Erfindung ist oben an einem Antennenkreis und einem Aufnehmestromkreis, wie sie no bei Radioanlagen üblich sind, erläutert. Sie ist aber nicht auf diese Anwendungsfälle beschränkt, sondern die Anordnungen sind auch für andere Arten von Stromkreisen brauchbar. Die Verhältnisse sind grundsätzlich dieselben, so daß es einer Erläuterung für andere Anwendungsfälle nicht bedarf.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Übertragung elektrischer Energie aus einem Erregerkreis in einen abstimmbarenAufnehmekreis innerhalb eines

   Bereiches oder Bandes von verschiedenen Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmekreis auf den Erregerkreis mittels zweier Kopplungen zugleich rückwirkt, von denen die eine eine mit der Frequenz zunehmende, die andere eine mit der Frequenz abnehmende Rückwirkung hat, und daß die für die verschiedenen Frequenzen sich ergebenden Abhängigkeiten der Energieübertragungen für beide Kopplungsarten so gewählt sind, daß die aus diesen Übertragungen summierte Gesamtrückwirkung einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit entspricht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmekreis auf den Erregerkreis sowohl kapazitiv als auch induktiv rückwirkt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Rückwirkung und die induktive Rückwirkung gleichphasig wirken.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kopplungen derart zueinander eingestellt werden, daß die Gesamtrückwirkung bei sich ändernder Frequenz ganz oder nahezu konstant bleibt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß 3a die elektrischen Konstanten so abgestimmt werden, daß die elektrostatische Energieübertragung mit zunehmender Frequenz in gleichem Maße abnimmt, wie mit zunehmender Frequenz die. induktive Energieübertragung zunimmt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   Ergänzungsblatt zur Patentschrift 518 801 Klasse 21a⁴ Gruppe 21.

   Durch rechtskräftige Entscheidung des Reichspatentamts vom 10.September 1936 ist die Nichtigkeitsklage mit der Maßgabe abgewiesen, daß im Anspruch 1, Seite 3, Zeile 5 der Patentschrift 518 801 hinter dem Worte "rückwirkt¹· zur Klarstellung folgende Worte eingefügt werden; "die durch festeingestellte Schaltelemente bewirkt werden und*'.,