DE545278C - Einrichtung zur Nachrichtenuebermittlung mittels elektrischer Wellen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Nachrichtenübermittlung mittels elektrischer Wellen, bei der zur Übertragung teilweise leitungsgerichtete Hochfrequenz und teilweise der drahtlose Weg benutzt wird. Der Hauptzweck der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, an irgendeinem Punkte der Leitung bzw. in ihrer näheren Umgebung den Empfang von

to Nachrichten mittels einfacher · Empfangsapparate zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch die zu übertragenen Nachrichten bzw. Darbietungen Schwingungen verhältnismäßig niedriger Frequenz, die sich leicht und vorteilhaft längs der Leitungen fortpflanzen, moduliert werden und diese Schwingungen, ohne daß eine Demodulierung stattfindet, zur Modulation einzelner, an bestimmten Stellen der Leitungen angeordneter Sender, die das umgebende Gebiet überstrahlen, dienen. Diese Sender besitzen dann eine höhere Trägerfrequenz, so daß von den Empfangsgeräten eine doppelt modulierte Welle aufgenommen wird, was den Vorteil hat, hier leicht eine günstige Hochfrequenzverstärkung durchführen zu können.

Der Erfindungsgegenstand wird im nachfolgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, erläutert. Für gleiche Teile sind gleiche Bezugszeichen in sämtlichen Abbildungen vorgesehen.

Bezugnehmend auf die Abb. 1 bedeutet 1 einen Leitungsmast mit einer Traverse 2, an der elektrische Kettenisolatoren 4 zum Tragen der Hochspannungsleitungen 3 befestigt sind. Bekanntlich werden nun elektrische Wellen auf derartigen Starkstromleitungen übertragen, ohne durch die Ströme der übertragenen Starkstromenergie beeinflußt zu werden. Auf diese Weise ist es möglich, z. B. von einer Zentrale aus nach irgendeiner Stelle der Leitung derartige Wellen zu übertragen. Erfindungsgemäß werden nun längs der Leitung an geeignet gewählten Punkten Anordnungen zur Aufnahme der Nachrichten angeordnet, welch letztere dann nach Ankunft an den entsprechenden Verteilungsstellen über das umgebende Gebiet drahtlos mittels für eine Ausstrahlung geeigneter Schwingungen höherer Frequenz verbreitet werden, so daß in der Nachbarschaft solcher Verteilungspunkte angeordnete Empfangsanlagen die übertragenen Nachrichten bzw. Darbietungen an irgendeiner Stelle der Umgebung ohne die Notwendigkeit des Anordnens von besonderen Kopplungs- oder Auffangvorrichtungen an der Leitung, die immer zeitraubend und mit Gefahren verbunden ist,

aufnehmen können. Ein solcher Verteilungspunkt ist in der Abb. ι zur Darstellung gebracht, in der 5 die örtliche, infolge ihrer geringen Leistung einfach und billig ausfallende Sendeapparatur darstellt, die in einem abgeschlossenen, an einer der Starkstromleitungen 3 hängend angeordneten, an sich bekannten Gehäuse 6 untergebracht ist. Zu diesem Zwecke ist eine Befestigungsstange 7 am unteren Ende eines der Kettenisolatoren 4 angebracht, und von den Enden dieser Stange hängen Tragstangen 8 herunter, die in das Gehäuse 6 hineingeführt sind und gleichzeitig als elektrische Zuführungen dienen. Diese Tragstangen können fest mit dem Gehäuse verbunden sein und sind an· dem betreffenden Hochspannungsleiter vermittels ■ Ösen befestigt. Zwischen den Tragstangen 8 ist die Leitung 3 zu einer Spule 9 aufgewickelt. Das Gehäuse 6 kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen. Im Falle, daß dasselbe aus Metall ist, werden die Tragstangen 8 unter Anordnung von Durchführungsisolatoren 10 in das Innere des Gehäuses geführt. Die inneren Enden der Tragstangen sind über einen Kondensator 11 in Serie mit einer Selbstinduktionsspule 12 verbunden. Auf diese Weise werden elektrische Wellen, welche die Leitung 3 passieren, in der die Spule 9 angeordnet ist, Schwingungen im Kreise, enthaltend diese Spule, den Kondensator 11 und die Spule 12 erregen, und diese Schwingungen werden dann durch die im Gehäuse 6 angeordnete Sendeeinrichtung in Form einer Modulation der örtlich erzeugten Hochfrequenzschwingungen durch eine Antenne 21 ausgestrahlt, so daß innerhalb eines bestimmten näheren Umkreises von der Verteilungsstelle der Starkstromleitung aus die Nachrichten bzw. Darbietungen von jedermann, beispielsweise mit Hilfe tragbarer Geräte, aufgenommen werden können.

Praktisch wird die Frequenz, die von dem örtlichen Sender ausgestrahlt wird, günstigerweise Werte von beispielsweise 1000 bis 20ookHertz (300 bis 150 m Wellenlänge) besitzen. Die elektrischen Wellen, die längs den Leitungen sich fortpflanzen, dagegen erhalten praktisch eine Frequenz von 20 bis 30 kHertz (15 000 bis 10 000 m Wellenlänge oder auch mehr), da ja bekanntlich lange Wellen zur Fortpflanzung längs Drähten sich besser eignen, indem sie den Leistungen folgen und zu einem viel geringeren Grade als kürzere Wellen infolge Abstrahlung in den Raum Verluste erleiden. Die Apparatur im Gehäuse 6 hat daher den Zweck, einerseits Wellen von 20 bis 30 kHertz oder darüber aufzunehmen und anderseits solche von bedeutend geringerer Wellenlänge auszustrahlen. Sie besteht gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen aus einem Sender zur Erzeugung der höheren Frequenz sowie einer Modulationseinrichtung zur Modulation dieses Senders, die ihrerseits, wie schon erwähnt, durch die aus der Starkstromleitung aufgenommene leitungsgerichtete Welle niederer Frequenz, die im Rhythmus der übertragenen Zeichen usw. moduliert ist, gesteuert wird.

Die Modulationseinrichtung wird gebildet durch eine Vakuumröhre 13, deren Gitter und deren Glühfaden an die beiden Enden der Spule 12 geführt sind. Die Anode der Modulationsröhre 13 führt über eine Drosselspule 14 nach der Anode der eigentlichen Schwingröhre 15. 18, 19 sowie 19', 20 bedeuten je einen einerseits zwischen Gitter und Kathode und anderseits zwischen Anode und Kathode der Schwingröhre 15 geschalteten Schwingungskreis, bestehend aus je einer Kapazität und Selbstinduktion, welch letztere miteinander gekoppelt sind und daher in bekannter Weise das Auftreten von Eigenschwingungen -ermöglichen, die der durch eine Öffnung des Gehäuses 6 nach außen geführten, zur Ausstrahlung dienenden Hängeantenne 21 aufgedrückt werden. B bedeutet die Anodenbatterie, welche zur Speisung der Anoden der beiden Röhren 13 und 15 dient und die durch Vorschalten einer Drossel 16 gegen das Eindringen hochfrequenter Schwingungen blokkiert ist. Das Gehäuse 6, das zur Aufnahme des Gerätes dient, kann eine geeignete praktische Form erhalten, die es gestattet, Empfangssendeeinrichtungen der beschriebenen Art in bestimmten Abständen, etwa von 10 zu 10 km, an den Hochspannungsleitungen aufzuhängen, so daß beispielsweise mit der Überwachung oder mit Reparaturen der Leitungen beschäftigte Personen an irgendeiner beliebigen Stelle der Umgebung imstande sind, Nachrichten bzw. Weisungen von einer Zentrale aus zu empfangen. Die Sendeeinrichtung kann beispielsweise eine Reichweite von ι bis 10 Meilen besitzen, so daß es auf diese Weise fernerhin auch möglich ist, unterhaltende Darbietungen einem innerhalb der Reichweite ansässigen Zuhörerkreis, bei- no spielsweise eines kleinen Dorfes, mit Hilfe einfachster Empfangsapparate zugänglich zu machen. Bei Verwendung zur Überwachung und Instandhaltung der Starkstromleitungen, wie schon ausgeführt, hat die der Erfindung zugrunde liegende Einrichtung besondere Vorteile gegenüber den bisher bekannten Einrichtungen, bei denen es nur möglich ist, die von den Leitungen übertragenen Wellen durch jedesmaliges Anordnen von Auf fang- oder Kopplungsanordnungen wie eines Leitungsdrahtes parallel zu den Starkstrom-

leitungen, d. h. daher immer nur in ganz nächster Nähe, zu empfangen.

Da die auf den Leitungen übertragenen längeren Wellen, die im Rhythmus der zu übertragenden Nachricht bzw. zu verbreitenden Darbietung bereits moduliert sind und fernerhin zur weiteren Modulation der Hochfrequenzschwingungen der einzelnen Lokalsender dienen, so haben die von den letzteren

to ausgestrahlten Wellen die Form doppelt modulierter Schwingungen, und es sind daher zum Empfang entsprechende Geräte mit doppelter Demodulation bzw. Gleichrichtung erforderlich. Die Abb. 2 stellt eine beispielsweise derartige im Rahmen der erfindungsgemäßen Einrichtung zu verwendende Empfangsschaltung dar, die sich besonders für tragbare Geräte eignet. Ein derartiges Empfangsgerät kann an irgendeiner Stelle innerhalb der Reichweite des Lokalsenders aufgestellt werden und ist ohne weiteres zur Aufnahme der von der Zentrale ausgesandten Nachrichten bereit. Die Schaltung gemäß Abb. 2 enthält eine Rahmenantenne 22, deren Enden an Gitter und Glühfaden einer Hochfrequenzverstärkervorröhre gelegt sind. 23 ist eine zweite Verstärkerröhre, die mit der ersteren über einen Schwingungstransformator 25 verbunden ist. Die verstärkten Schwingungen dieser zweiten Röhre wirken über einen Transformator 25 auf das Gitter einer ersten Gleichrichterröhre 26 mit dem üblichen Gitterkondensator c und mit Ableitungs widerstand r, in deren Anodenkreis dann nur noch die modulierte Niederfrequenz, d. h. die Frequenz der auf den Starkstromleitungen übertragenen Schwingungen auftritt. Diese wird dann über einen eisenhaltigen Niederfrequenztransformator 27 einer weiteren Gleichrichterröhre 26 zugeführt, in deren Anodenkeis dann die eigentliche, durch das Telefon T und evtl. Zwischenschaltung einer weiteren Niederfrequenzverstärkerröhre 26° aufzunehmende hörbare Niederfrequenz (Sprache oder Musik) auftritt. 11 bedeutet eine parallel zur Ausgangswicklung des Transformators 27 gelegte Kapazität, die mit dieser auf die niedrigere Übertragungsfrequenz (Frequenz der längs der Leitungen übertragenen Wellen) abgestimmt ist, während 24 in die einzelnen Hochfrequenzschwingungskreise eingeschaltete, zur Abstimmung auf die hochfrequenten Empfangsschwingungen dienende variable Kondensatoren darstellen. A bedeutet die Heizbatterie, B die Anodenbatterie, 28 die beiden Heizleitungen für sämtliche parallel geschaltete Glühfaden der Röhre und 28' die gemeinsame Leitung von der -j—Klemme der Anodenbatterie zu den einzelnen Anoden.

Fig. 3 zeigt eine weitere ähnliche Einrichtung zur Ausführung des Erfindungsgedankens für die Aufnahme von Leitungsschwingungen und Umwandlungen derselben in Schwingungen einer zur Ausstrahlung geeigneten höheren Frequenz. Die Einrichtung enthält wieder ein Gehäuse 6 und ist an Aufhängestangen 8', die an beiden Enden der Leitungsspule 9 eingehängt sind, befestigt. Die Leitung wird fernerhin von einem geschlossenen magnetischen Eisenkern 30 eines Transformators 31 umschlossen, der zur Lieferung des Heizstromes für die Röhren dient, wie dies schon für reine Empfangsanlagen vorgeschlagen wurde. Die Sekundärklemmen dieses Transformators sind an Verbindungsleitungen 32 und 33 angeschlossen, und der Heizstromkreis für die Röhren kann mittels eines Schalthebels 34, der um seinen inneren Endpunkt 35 drehbar ist und der im geschlossenen Zustande mit einer Klemme eines parallel zum Transformator liegenden Nebenschlußpotentiometerwiderstandes 36 Kontakt macht, eingeschaltet werden. Der Schalthebel 34 ragt aus dem Gehäuse 6 durch eine Öffnung nach außen und besitzt an seinem äußeren Ende eine ringförmige Öse, so daß er vom Boden aus mittels einer Schaltstange nach oben oder nach unten bewegt werden kann. Vom Drehpunkte 35 dieses Schalters 34 führt eine Verbindungsleitung nach einem selbstregulierenden Widerstand 37. Dieser kann beispielsweise ein durch den Strom zum Glühen gebrachter Eisendraht sein, der infolge seiner Widerstandsabhängigkeit von der Temperatur, wie bekannt, die Stromstärke auf einem gewünschten Wert aufrecht erhält. Der Heiztransformator 31 wird dadurch eingeschaltet, indem man den Schalter 34 nach oben bewegt und so die Schalterstange mit dem unteren Ende des Widerstandes· 36 verbindet. Der Strom im Transformator 31 ist abhängig vom Strom in der Starkstromleitung 3, und der Widerstand 36 sowie der Regulierwiderstand 37 dienen dazu, eine geeignete, zur Heizung der Röhren notwendige konstante Stromstärke zu erzielen. 38 bedeutet einen weiteren Widerstand, der einerseits durch eine Leitung 39 mit dem oberen Ende des Potentiometerwiderstandes 36 und anderseits mit dem unteren Ende des Regulierwiderstandes 2i7 verbunden ist, während von der Leitung 39 Leitungen 40 zu den Glühfaden der Modulations- und der Schwingröhre M und O hinführen. Das eine Ende der Spule 12 ist mit dem Gitter der Modulationsröhre M verbunden, und das andere Ende führt über die Verbindungsleitung 47 zu einer Klemme der Anodenbatterie B und über die Leitung 38' an den Mittelpunkt des Widerstandes 38. Die Anode der Röhre M ist über eine Drosselspule 14 und über eine

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eisenhaltige Spule 16 an die positive Klemme der Anodenbatterie angeschlossen. Die Anode der Schwingröhre 0 führt über eine Rückkopplungsspule-2o gleichfalls an das eine Ende der Spule i6 und von da zum Pluspol der Anodenstromquelle. Das Gitter der Modulationsröhre M liegt am einen Ende der Spule 12 des Aufnahmeschwingungskreises, während das Gitter der Schwingröhre 0 an ίο der Primärwicklung des Schwingungstransformators 18 liegt. Das entgegengesetzte Ende der Wicklung dieses Transformators liegt an der negativen Klemme der Anodenbatterie. Die Hängeantenne 21 ist unter Zwischenschaltung der Sekundärspule 29 des Schwingungstransformators an die Leitung 46 zum negativen Pole der Anodenbatterie angeschlossen. Parallel zur Schwingungskreisspule 18 liegt ein Kondensator 19. ao Gemäß dem weiteren Gegenstand der Erfindung ist fernerhin je eine Ersatzmodulationsröhre M' sowie eine Ersatzschwingungsröhre O' vorgesehen, die in an sich bekannter Weise beim Durchbrennen des Heizfadens der normalerweise arbeitenden Röhren eingeschaltet werden. Die Gitter der beiden Röhren M und M' sowie deren Anoden sind verbunden, gleichfalls Gitter und Anoden der Röhren O und 0'. Die einen Enden der Heizfäden der Röhren M und M' sowie die gleichnamigen Enden der Heizfäden der Röhren O und O' sind je miteinander durch Leitungen 40 bzw. 40' verbunden und die so erhaltenen an einen Pol der Heizleitung gelegt (39), während von den übrigbleibenden Enden der Heizdrähte diejenigen der Röhren 0 und M sowie 0' und M' je paarweise über Verbindungsleitungen 41 bzw. 41' verbunden und die Verbindungspunkte über eine selbsttätige Relaisschaltvorrichtung abwechslungsweise nach dem anderen Pol der Heizleitung (unteres-Ende des Widerstandes 37) geführt sind, so daß je nach der Einstellung des Relais das eine oder andere Röhrenpaar (0 und M bzw. O' und M") durch Einschaltung des Heizstromes betriebsbereit ist. Zu diesem Zweck führen die Verbindungsleitungen 40 und 41 über überbrückungskontaktpaare 42 bzw. 42', die mit Hilfe von Schaltelementen 43 bzw. 43' eines im Innern einer Solonoidspule 45, die im Heizstromkreis für ein Röhrenpaar liegt, angeordneten beweglichen Kernes 44 verbunden werden können. Die Spule 45 hat einen Ansatzarm A, der durch einen Haken am unteren Ende einer Schaltstange L gehalten werden kann. Die letztere ist mit dem Schalthebel 34 mechanisch verbunden. 6¹ bedeutet eine Feder, die einerseits mit dem Hebelarm des Schalters 34 und anderseits mit der Schaltstange L verbunden ist und die dazu dient, den Ansatzarm A durch die Schaltstange L zu halten. Wenn der Schaltarm 34 nach oben bewegt wird, wird der Heizstromkreis für die Röhren M und O geschlossen. Der Stromverlauf findet dabei statt über den Transformator 31, Verbindungsleitung 39, die parallel geschalteten Heizfäden der Röhren M und O über die Kontakte 42, die Relaisspule 45, Heizregulierwiderstand 37 zurück zum Transformator 31. Die aus der Leitung aufgenommenen Schwingungen beeinflussen die Modulationsröhre M, die zur Steuerung der Schwingungsröhre O dient, deren Schwingungen durch die Antenne 21 in bekannter Weise ausgestrahlt werden. Wenn während des Betriebes die Heizdrähte der Röhren M und O durchbrennen, so wird die Spule 45 teilweise entmagnetisiert, so daß der Kern 44 herunterfällt und die Kontakte 42' überbrückt, wodurch dann die Heizfäden der Ersatzröhren M' und O' zum Glühen gebracht werden. Bei der Aufwärtsbewegung des Schalthebels 34 betätigt dieser, wie bereits erwähnt, eine Schaltstange L, die den Kern 44 nach oben bewegt und die Kontakte 42 überbrückt. Während dieser Bewegung schleift das Ende der Schaltstange L an dem Ansatzarm des Spulenkerns 44 vorbei und gibt denselben frei, der jetzt durch die Zugkraft der Spule 45 in seiner oberen Lage festgehalten wird. Sobald nun eine der Röhren M oder O durchbrennt, wird die Spule 45 entmagnetisiert und der Kern 44 fällt nach unten und überbrückt die Kontakte 42, wodurch dann die Röhren M' und O' eingeschaltet werden. Der Kondensator 19' liegt im Anodenkreis der Schwingröhre 0 bzw. 0' und dient als Widerstandsglied, an dessen Enden die von der ModulationsröhreM gelieferte, zur Steuerung der Schwingröhre dienende Modulationsspannung aufgedrückt wird.

An Stelle einer örtlichen Inbetriebnahme der einzelnen Lokalsender, beispielsweise wie beschrieben vermittels Betätigung eines Schaltgliedes 34, kann die Inbetriebsetzung auch von der Zentrale aus, von der aus auch die Nachricht bzw. Darbietung gegeben wird, erfolgen. Es kann dies beispielsweise dadurch geschehen, daß in an sich bekannter Weise ein Betätigungsstrom bestimmter Frequenz, die außerhalb des die Übertragung des betreffenden Signals bzw. der betreffenden Darbietung umfassenden Frequenzbandes liegt und daher nicht störend wirkt, beispielsweise in Form einer Modulation der leitungsübertragenen Niedrigfrequenzschwingungen, zur Betätigung eines die Heizung der Röhren einschaltenden Relais dient. Dieser Steuerstrom kann beispielsweise während des Betriebes aufrechterhalten werden und nach

demselben zur Aufhebung der Betriebsbereitschaft wieder ausgeschaltet werden. Es können auch beispielsweise zwei derartige Betriebsströme verschiedener Frequenz vorgesehen werden, von denen der eine zur Herstellung der Betriebsbereitschaft (Einschalten des Heizstromkreises) und der andere zur Aufhebung der Betriebsbereitschaft (Öffnen des Heizstromkreises) verwendet

to wird und die zu diesem Zwecke auf Frequenz abhängige Gebilde, wie abgestimmte Schwingungskreise und damit in Verbindung stehende Schalt- bzw. Relaiseinrichtungen, einwirken. Werden diese Fernsteuerungsströme in Form einer Modulation der Hauptschwingungen übertragen, so ist an den einzelnen Sendestellen eine geeignete Gleichrichtervorrichtung zur Umwandlung der modulierten Schwingungen höherer Frequenz in eine solche der entsprechenden Steuerfrequenz vorzusehen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Nachrichtenübermittlung mittels elektrischer Wellen unter Verwendung einer teilweisen Übertragung längs Draht und drahtlos, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zu übertragende Nachricht bzw. Darbietung Schwingungen verhältnismäßig niedriger Frequenz moduliert werden und diese, ohne daß eine Demodulierung stattfindet, zur Modulation einzelner, an bestimmten Stellen der Leitungen angeordneter, das umgebende Gebiet überstrahlender Sender höherer Frequenz dienen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ankopplung des Senders die Leitung (3) zu einer Spule (9) aufgewickelt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlichen Sendeeinrichtungen in einem an einem Leitungsmast aufgehängten Gehäuse angeordnet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lieferung des Heizstromes der Röhrensendeeinrichtung nötige Energie der Starkstromleitung selbst entnommen wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede zum Lokalsender gehörige Modulations- und Schwingungsröhre eine Ersatzröhre vorgesehen ist, die beim Durchbrennen des Heizfadens der ersteren vermittels einer selbsttätig wirkenden Relaiseinrichtung (43,44,45) eingeschaltet wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstromkreis durch ein über die Leitung gesteuertes Relais, beispielsweise mittels eines Steuerwechselstromes, ein- und ausgeschaltet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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