DE655896C - Gruppensenderanlage zum einseitig gerichteten Senden von Wellenenergie - Google Patents

Description

• Gruppensenderanlage zum einseitig gerichteten Senden von Wellenenergie Es sind Schaltungsanordnungen zum Betriebe von einseitig gerichtet strahlenden, aus mehreren Senderelementen i, 2, 3, 4, 5, 6. . bestehenden Gruppen bekannt (s. Abb. i). Der Mittelpunktsabstand zweier solcher aufeinanderfolgender Sender beträgt hierbei eine Viertelwellenlänge des ausgestrahlten Tones. Damit die Strahlung vorzugsweise in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung erfolgt, müssen die einzelnen Senderelemente mit verschiedener Phase schwingen, und zwar so, daß Sender 2 gegen Sender i um eine Viertelperiode, d. h. um z12, Sender 3 gegen Sender .2 wieder um z12 usf. verzögert ist. Auf Sender i bezogen, ergeben sich dann für die Sender i, 2, 3, 4, 5, 6 ... die Verzögerungswinkel o, z12, z z%2, 3' /2, 4 z12, 5 42- . , oder, anders geschrieben, o, 711a, 71+o, 71-1--z/2, o, 71%2 ... Man sieht hieraus, daß sich die Verzögerungswinkel nach vier Sendern stets wiederholen. Man braucht daher im folgenden nur die eine Gruppe von vier Sendern zu betrachten, indem man sich bei Gruppen von mehr als vier Sendern alle Sender mit gleichem Verzögerungswinkel parallel geschaltet und als eine Einheit denkt.
• Die obigen Verzögerungswinkel gelten zunächst nur für die Schwingungsamplituden der Sendermembranen bzw. des Mediums in den Resonatoröffnungen und damit bei gleicher Bauart der Sender auch für die erregenden mechanischen Kräfte. Nimmt man nun zweckmäßigerweise mit Gleichstrom vorerregte, d. h. sogenannte polarisierte @Sender, so gelten die Phasenwinkel auch für die an den einzelnen Sendern liegenden Wechselspannungen.
• Zum polarisierten Betriebe einer zum einseitig gerichteten Senden von Wellenenergie (z. B. Schall) mit einer in einer Linie in Richtung der gewollten Senderichtung angeordneten Mehrzahl von Sendern bilden deshalb gemäß der Erfindung je vier zu einer Teilgruppe zusammengefaßte Sender die vier Zweige einer Wheatstoneschen Brückenschaltung, deren Diagonalen in ihrem Krettzungspunkt verbunden sind, wobei in der einen Diagonalverbindung zu beiden Seiten des Kreuzungspunktes je eine Gleichstromquelle in Reihenschaltung, in der anderen Diagonalverbindung zu beiden Seiten des Kreuzungspunktes je eine von zwei um ar/i phasenverschobenen Wechselstromquellen liegt. In Abb. 2 sind die Sender ohne Rücksicht auf ihre wirkliche räumliche Lage zueinander gezeichnet, um das elektrische Schaltbild möglichst klar erkennen zu lassen. Die Erregerspulen 5, 6, 7 und 8 der Sender i, 2, 3 und 4 bilden ein geschlossenes Viereck mit den Eckpunkten 9, io, i i und 12. Zwischen den Punkten 9 und io liegen die beiden in Reihe geschalteten Phasenwicklungen 13 und 14 des Wechselstromgenerators mit dem Verkettungspunkt 15, der über je eine Gleichstromquelle 16 und 17, von denen .die eine mit dem positiven, die andere mit dem negativen Pol am Verkettungspunkt liegt, mit den Eckpunkten i i und 12 verbunden ist. Die Gleichstromquellen stellen also die Nulleiter für das Zweiphasensystem dar. Sie werden daher von dem 1/9 -fachen Wert des Wechselstroms -eines Senders durchflossen, was jedoch ohne' Schaden geschehen kann, wenn man besdn-@-dere, nur für die Polarisation .der Sender bestimmte Batterien öder fremderregte Gleichstromgeneratoren als Gleichstromquellen verwendet. Wegen der Symmetrie des Gleichstromkreises werden die Wicklungen des Wechselstromgenerators nicht von Gleichstrom durchflossen, so daß also keine Abriegelungskondensatoren in den Zweigen g-15 und 1o-15 erforderlich sind. Man kann auch eine einzige ganz beliebige Gleichstromquelle 18 zur Polarisation der Sender benutzen, die an die Eckpunkte 1 i und 12 anzuschließen ist. In diesem Fall muß jedoch der Verkettungspunkt 15 durch Kondensatoren 1g und 2o mit den Punkten 11 und 12 verbunden werden, wie Abb.3 zeigt. Bei dieser Schaltungsanordnung wird, ebenfalls aus Symmetriegründen, die Gleichstromquelle überdies nicht von Wechselstrom durchflossen. Man kann sich diese Schaltung aus der Schaltung nach Abb.2 dadurch hervorgegangen denken, daß dort die Gleichstromquellen 16 und 17 durch Kondensatoren überbrückt werden, wodurch es möglich wird, die Gleichstromquellen vom Verkettungspunkt 15 zu lösen und zu einer einzigen zusammenzufassen. Eine besonders einfache Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn man in der Schaltung nach Abb.2 die beiden Gleichstromquellen durch eine Dreileitermaschine 21 nach Dettmar ersetzt, deren beide Hauptbürsten 22 und 23 mit den Punkten 11 und 12 verbunden sind, während die in der Mitte zwischen den beiden Hauptbürsten befindliche Hilfsbürste a4 mit dem Verkettungspunkt 15 verbunden ist, wie Abb. 4 zeigt. Diese Schaltung vereinigt den Vorteil der Schaltung nach Abb.2, daß keine Kondensatoren notwendig sind, mit dem Vorteil der Schaltung nach Abb.3, daß nur eine Gleichstrommaschine notwendig ist. Außerdem hat diese Anordnung noch den Vorteil, daß die zusätzliche Wechselstrombelastung im Anker der Gleichstrommaschine noch geringer ist als bei der Schaltung nach Abb. 2, weil die eine Hälfte der Ankerdrähte überhaupt nicht und die andere in ihren beiden Teilen im entgegengesetzten Sinne vom Wechselstrom durchflossen wird, wie aus der Anordnung der Bürsten auf dem Umfang des in der Abb.4 als Grammescher Ring dargestellten Ankers der Gleichstrommaschine ohne weiteres hervorgeht. Schließlich läßt sich die Schaltung nach Abb. 2 noch in der Weise abändern (Abb.5), daß die eine der beiden Gleichstromquellen durch einen ihr gleichwertigen Wechselstromwiderstand 22 ersetzt wird. Es ist dann aber notwendig, in die Zweige g-15 und 10-z5 Abriegelüngskonden-;s-ätoren 25, 26 einzufügen, weil die Sym-#e des Gleichstromkreises gestört ist i ärie 'nrid infolgedessen Gleichstrom durch die `' Wechselstrommaschine fließen würde. Ist der Wechselstromgenerator so gebaut, daß er eine zusätzliche Gleichstrombelastung verträgt, so kann man allerdings die Kondensatoren fortlassen, muß dann aber parallel zu den beiden Sendern, in deren Nulleiter die restliche Gleichstromquelle liegt, je einen Widerstand von hoher Selbstinduktion legen, deren Gleichstromwerte so zu bemessen sind, daß in allen Sendern der gleiche Polarisationsstrom fließt.
• Als Wechselstromgenerator kann im übrigen jeder Zweiphasengenerator genommen werden, bei dem der Phasenwinkel zwischen den beiden Spannungen n/?, beträgt. Es können aber auch fest miteinander gekuppelte Einphasengeneratoren verwendet werden, bei denen durch Verdrehung der Statoren bzw. der Rotoren bzw. beider Teile gegeneinander um den entsprechenden Winkel die Spannungen um vzl2 gegeneinander phasenverschoben sind. Diese Maßnahme ist besonders bei Generatoren der Induktortype mit Doppelstator und Doppelrotor angebracht, bei denen der magnetische Kreis durch Gehäuse und Welle geschlossen wird. Hier bedarf es nur einer Verdrehung des einen Stators um ein Viertel einer ganzen Polteilung (Zahn plus Lücke), um die gewünschte Phasenverschiebung zu erhalten.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zum polarisierten Betriebe einer zum einseitig gerichteten Senden von Wellenenergie (z. B. Schall) mit einer in einer Linie in Richtung der gewollten Senderichtung angeordneten Mehrzahl von Sendern, dadurch gekennzeichnet, daß je vier zu einer Teilgruppe zusammengefaßte Sender die vier Zweige einer Wheatstoneschen Brül:-kenschaltung bilden deren Diagonalen in ihrem Kreuzungspunkt (15) . verbunden sind, und daß in der einen Diagonalv erbindung zu beiden Seiten des Verbindungspunktes (15) je eine Gleichstromquelle in Reihenschaltung, in der anderen Diagonalverbindung zu beiden Seiten des Verbindungspunktes (15) je eine von zwei um n12 phasenverschobenen Wechselstromquellen liegt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gleichstromquellen durch Kondensatoren ersetzt sind, während nur eine Gleichstromquelle mit ihren Polen an die Enden der die Kondensatoren enthaltenden Diagonalverbindung angeschlossen ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß'die eine Gleichstromquelle durch einen ihr gleichwertigen Wechselstromwiderstand ersetzt ist und in Reihe mit den Wechselstromquellen Sperrkondensatoren liegen. q.. Schaltungsanordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbürsten (22, 23) einer Dettmarschen Dreileitermaschine an die Anschlußpunkte (r z, r2) des Gleichstromzweiges und die in der Mitte zwischen den beiden Hauptbürsten befindliche Hilfsbürste (2q.) zwischen den beiden Wechselstromquellen angeschlossen ist.