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Röhrensender für kurze Wellen, der durch enge Kopplung des Erreger-
und Nutzkreises beide Kopplungswellen erzeugt und unter Verwendung geeigneter Mittel
die kleinere Kopplungswelle ausstrahlt Bei dem Bestreben, sehr kurze elektrische
Wellen herzustellen, gelangt man an eine natürliche Grenze, die durch die elektrischen
Dimensionen der zur Schwingungserzeugung benutzten Kreise gegeben ist. Bekanntlich
wird die Eigenwelle eines Schwingungskreises bestimmt durch die Größe der in diesem
Kreise wirksamen Kapazität und Induktiv ität gemäß der Thomsonschen Formel. Es ist
nun nicht möglich, die Kapazität bzw. Induktivität eines Schwingungskreises beliebig
zu verkleinern, da, selbst wenn die in einem Konclensator oder einer Induktionsspule
konzentrierte Kapazität bzw. Induktiv ität noch so sehr herabgesetzt werden, die
Leiterteile des Stromkreises selbst schon eine gewisse verteilte Kapazität und Induktivität
darstellen, deren Größe im wesentlichen durch die geometrischen Verhältnisse bestimmt
ist. Beispielsweise ist es bei einem Kurzwellenröhrensender unmöglich, die kürzeste
Verbindung der Röhrenelemente, die durch den Abstand gegeben ist, zu unterschreiten.
Gelingt es auch, durch passende Anordnung der stromführenden Teile diese Größen
sehr klein zu halten, so wird die hierdurch erzielte Verkürzung der Eigenwelle des
schwingungsfähigen Systems erkauft durch eine unverhältnismäßig starke Verringerung
der Energie, die das System aufzunehmen vermag. Da die Größe eines Schwingungssystems
linear mit der Größe der wirksamen Kapazität, die Eigenwelle dagegen, wie die Thomsonsche
Formel zeigt, nur mit der Wurzel aus der Kapazität abnimmt, sinkt beispielsweise
bei Verkleinerung der Kapazität auf den vierten Teil die Energie auch auf den vierten
Teil, die Eigenwelle dagegen nur auf die Hälfte. Gleichzeitig ergeben sich gerade.
bei kurzen Wellen, wenn es sich darum handelt, die Wellenlänge innerhalb gewisser
Grenzen zu variieren, in der Praxis Schwierigkeiten, diese Wellenlängenänderung
zu erreichen, ohne daß besondere Hilfsvorrichtungen, wie Klemmen, frei hängende
Leitungen oder Kontakte, die alle einen erheblichen Energieverlust bedingen, verwendet
werden. Aus allen diesen Gründen erscheint es nicht ratsam, die Verkürzung der Wellenlänge
einfach durch weitgehende Herabsetzung der elektrischen Dimensionen des schwingenden
Systems zu erzielen. Nun ist es aber bekanntlich möglich, indem man mit einem schwingungsfähigen
System ein anderes koppelt, in beiden Schwingungskreisen eine Mehrwelligkeit in
Abhängigkeit von der Kopplung zu erzielen. Es ist schon vorgeschlagen worden, diese
physikalische Erscheinung bei Kurzwellensendern auszunutzen, jedoch wurden bei diesem
Vorschlag nicht die Regeln zur Erzielung von äußerst kurzen Wellenlängen angegeben.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß mit dem Erregerkreis
eine lineare Antenne gekoppelt wird. Die Herstellung sehr
kurzer
Wellen nach diesem Verfahren soll an dem in Abb. i dargestellten Beispiel erläutert
werden. B stellt den primären Erregerkreis dar, im vorliegenden Fall ein Röhrenschwingungskreis
für sehr kurze Wellen, bestehend aus der Kapazität zwischen dem Gitter G und der
Anode A, Verkürzungskondensator C und Verbindungsleitung L. Der Erregerkreis besitzt
die Eigenwelle X O, die sich aus den angegebenen Größen gemäß der Thomsonschen Formel
bestimmt. Mit diesem Kreis wird ein Sekundärkreis S (Antennenkreis) gekoppelt, der
als linearer Leiter ausgebildet ist und dieselbe Eigenwelle besitzen soll wie der
Erregerkreis, d. h. daß seine Länge gleich der Hälfte der Erregerkreiswelle ist.
Bei einer bestimmten Kopplung sind die Erregerkreiswelle und Antennenkreiswelle,
d. i. die ausgestrahlte Welle, identisch. Wird dieser Kopplungsgrad zwischen beiden
Kreisen überschritten, so tritt in beiden Kreisen Mehrwelligkeit auf. Je fester
der Kopplungsgrad gewählt wird, um so mehr liegen die in beiden Kreisen auftretenden
Kopplungswellen auseinander, so daß es auf diese Weise möglich ist, sehr weit mit
der Wellenlänge unter die durch die Kreisdimensionen bestimmte Eigendelle herunterzukommen.
Der Kopplungsgrad K ist im vorliegenden Fall gegeben durch den Abstand des linearen
Leiters von der Verbindungsleitung L des Röhrenschwingungskreises. Je geringer der
Abstand ist, um so fester ist die Kopplung, um so weiter liegen die beiden Kopplungswellen
auseinander und um so größer ist die hierdurch erreichte Wellenlängenverkürzung.
Durch Verändern des Abstandes hat man es also auch in der Hand, die ausgestrahlte
Wellenlänge in weiten Grenzen beliebig zu ändern.
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Während man bei der Herstellung langer Wellen diese feste Kopplung
vermieden hat, <1a durch die beiden gleichzeitig ausgesandten Kopplungswellen
nur eine Störung des drahtlosen Verkehrs eintrat und kein wesentlicher Gewinn an
Energie erzielt wurde, ergaben sich bei kurzen Wellen gerade hierdurch wesentliche
Vorteile. Die beiden Koppelschwingungen sind ihrer Frequenz nach gegeben durch die
Ausdrücke:
wo v, die Eigenfrequenz und !( den Kopplungsgrad bedeuten. Man erkennt hieraus,
claß gerade bei sehr kurzen Wellen der Frequenzunterschied vl - vrl beider
Wellen sehr groß wird.
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.Nach einem weiteren Erfindungsgedanken «-erden nun diese beiden von
der Antenne ausgestrahlten Koppelwellen gleichzeitig zur drahtlosen Übertragung
benutzt. 'Untersuchungen über die Fortpflanzung elektrischer Wellen haben.nämlich
gezeigt, daß die Störungen, denen mehrere Wellen verschiedener Frequenz unterworfen
sind, insbesondere bei kurzen Wellen, selbst bei geringem Wellenlängenunterschied
ungleichzeitig und abweichend voneinander auftreten, so daß eine gleichzeitige Nachrichtenübermittlung
mittels beispielsweise zweier verschiedener Wellen geeignet ist, einen lückenlosen
Empfang sicherzustellen. Es ist also durch die Benutzung beider Koppelwellen bei
kurzen Wellen infolge des großen Frequenzunterschiedes, der beliebig verändert werden
kann, die Möglichkeit gegeben, von atmosphärischen Störungen unabhängig zu sein.
Ein besonderer Vorteil bei dieser Art der Erzeugung beider Wellen liegt dabei darin,
daß beide Wellen nur von einem Erregerkreis erzeugt werden und daher beide Wellen
gleichzeitig von einem Besprechungsorgan gesteuert werden können.
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Handelt es sich darum, nur eine sehr kurze Welle zu verwenden, so
erreicht man durch die Benutzung der kürzeren Kopplungswelle besonders günstige
Energieverhältnisse. Gerade die kürzere Koppelwelle besitzt die größere Energie,
denn die Stromamplituden beider Kopplungswellen stehen annähernd im umgekehrten
Verhältnis der Wellenlänge. Wenn sich auch die Energie in diesem Fall auf zwei Wellen
verteilt, ist doch die Energie der durch feste Kopplung erzielten kürzeren Kopplungswelle
größer, als wenn man dieselbe Wellenlänge durch Verkleinerung der Kreisdimensionen
erzielt hätte.
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Durch Verstimmen des Antennenkreises gegenüber dem Erregerkreis und
geeignete Wahl der Kopplung und evtl. der Dämpfung hat man es in der Hand, das Energieverhältnis
beider Wellen zu ändern. Während es bei Benutzung nur der kürzeren Welle vorteilhaft
ist, den Unterschied möglichst groß zu machen, kann es bei Benutzung beider Wellen
wünschenswert sein, das Energieverhältnis annähernd gleichzumachen.
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Um nur eine einzige Welle zur Ausstrahlung zu bringen, kann das in
der Abb. i erläuterte Verfahren dahin erweitert werden, daß mit dem Sekundärkreis
ein weiterer Kreis gekoppelt wird, wie in Abb. 2 dargestellt ist. B stellt wieder
den Erregerkreis und S'1 den fest damit gekoppelten Sekundärkreis dar. Koppelt man
nun mit S1 einen zweiten Kreis S2, der wieder aus einem linearen Leiter besteht,
und wählt den Kopplungsgrad h_ so lose, daß keine Rückwirkung dieses Kreises auf
S'1 stattfindet, also der Einfluß auf die Wellenlänge dieses Kreises vernachlässigt
werden kann, so strahlt dieser zweite Kreis bei Abstimmung auf die kürzere Kopplungswelle
diese eine Welle aus.
Wird jedoch der Kopplungsgrad K, zwischen
S1 und S, ebenfalls festgemacht, so läßt sich hierdurch eine weitere Wellenaufspaltung
erreichen, so daß also auf diese Weise weitere noch kürzere Wellen erzeugt und durch
abgestimmte Antennen zur Ausstrahlung gebracht werden können.