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Drahtlose Sendeanordnung Die beim drahtlosen Verkehr, insbesondere
beim Kurzwellenverkehr, verwendeten Sende-und Empfangsantennen besitzen in der Regel
eine Richtwirkung. Das gilt besonders für die meist benutzten einfachen Dipole.
Ein Dipol strahlt fast seine gesamte Energie in Ebenen aus, die senkrecht zu seiner
Längsrichtung verlaufen, wie das anschaulich die Fig. i für den Dipol D zeigt. In
parallel zu der Längsrichtung des Dipols D verlaufenden Richtungen findet keine
Ausstrahlung statt. Ähnliche Verhältnisse herrschen an der Empfangsantenne, d. h.
ein Empfangsdipol oder eine ähnliche Antennenform nimmt nur dann die gesandte Energie
auf, wenn er mit seiner Längsrichtung zu der Richtung der Feldstärke der ankommenden
Energie oder doch zum mindestens in. seiner Längsrichtung mit einer wesentlichen
Komponente der Feldstärkerichtung der ankommenden, vom Sender ausgestrahlten Energie
parallel verläuft. Es ist daher bei der normal üblichen Ausbildung der Sendeeinrichtung
eine bestimmte Orientierung der Empfangsantenne notwendig. Mit der Aufrechterhaltung
der Orientierung der Empfangsantenne in bezug auf die Sendeeinrichtung ist aber
dann nicht mehr zu rechnen, wenn die Sendeeinrichtung oder die Empfangseinrichtung
oder auch beide sich auf bewegten Körpern, z. B. Flugzeugen, Raketen, Schiffen oder
sonstigen beweglichen Gegenständen, befinden. Aber auch wenn mit einer Änderung
der räumlichen Orientierung der Empfangseinrichtung relativ zur Sendeeinrichtung
nicht gerechnet zu werden braucht, weil beispielsweise beide ortsfest aufgebaut
sind, kann dennoch der Fall eintreten, daß nach einer gewissen Betriebsdauer die
Richtung der Feldstärke der die Empfangseinrichtung treffenden Kurzwellen senkrecht
steht zur der Richtung der Empfangsantenne, wodurch dann der Empfang unterbrochen
wird. Die Ursache für solche Erscheinungen liegt in dem Umstand, daß die Polarisation
der einmal ausgesandten Wellen nicht als konstant bleibender Faktor zu bewerten
ist, sondern daß die Polarisationsrichtung elektromagnetischer Wellen atmosphärischen
Störungen, Einflüssen des magnetischen Erdfeldes u. dgl. unterworfen ist. Es kann
infolgedessen die Polarisationsebene der ausgesendeten Wellen eine plötzliche oder
auch eine kontinuierlich veränderliche Drehung erfahren, so daß die Feldstärkerichtung
der gesendeten Energie am Empfangsort in einen rechten Winkel zu der fest angeordneten,
zuvor richtig orientiert gewesenen Empfangsantenne gelangen kann.
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Die Erfindung bezweckt, für den drahtlosen Verkehr, besonders für
den Verkehr mit kurzen bzw. ultrakurzen Wellen, eine Sendeanordnung
zu
schaffen, durch welche die erwähnten Nachteile bzw. Erscheinungen in ihrer praktischen
Auswirkung unschädlich gemacht werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, drSchwundwirkung von drahtlosen
Sende dadurch zu vermindern, daß eine Kork zieli@f , Strahlung ausgesandt wird,
zu deren Erzeugui: mehrere Antennensysteme dienten, die mit einer mehrphasigen Hochfrequenzwelle
derart beschickt wurden, daß die Maxima der Wellenzüge in den einzelnen Antennen
cyclisch aufeinander folgten. Um dies zu erreichen, wurden die ursprünglichen Hochfreqüenzwellen
mit den einzelnen Phasen einer mehrphasigen tieferen Frequenz (Zwischenfrequenz)
moduliert und die so erhaltenen verschiedenphasigen Modulationsprodukte den. Antennen
zugeführt. Als Mödulatoren wurden hierbei Elektronenröhren benutzt, die in an, sich
bekannter Weise die trägheitslose cyclische Umschaltung von einem Antennensystem
auf das andere gestatten. Von derartigen trägheitslosen Umschaltern wird in der
Hochfrequenztechnik des öfteren Gebrauch gemacht. So hat rnan z. B. bereitsvorgeschlagen,
die Schwundwirkung auf einem Empfänger dadurch zu beseitigen, daß man mehrere räumlich
gegeneinander versetzte Empfangsantennensysteme mittels trägheitsloser Umschalter
abwechselnd auf ein einziges Demodulationsgerät schaltete. Auch ein Ein- und Ausschalten
des Senders in. sehr schneller Folge hat man bereits mit derartigen trägheitslosen
Umschaltern bewirkt: Man hat ferner bereits vorgeschlagen, zwei Antennensysteme
von besonderer Ausbildung gegenphasig zu speisen, um eine bestimmte Richtwirkung
zu erzielen. Eine solche soll jedoch, wie oben. dargelegt wurde, bei der vorliegenden.
Erfindung gerade vermieden werden.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Anordnung, bei welcher zwei
oder mehrere räumlich gegeneinander versetzte Antennensysteme mittels trägheitsloser
Schalteinrichtungen mit phasenverschobenen, gleichfrequenten Schwingungen beschickt
werden, :wobei aber die bei den älteren bekannten Anordnungen notwendige Zwischenfrequenz
dadurch in. Fortfall kommt, daß die Sendeenergie selbst zugleich zur Steuerung der
trägheitslosen Schalteinrichtung benutzt wird.
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Hierdurch ergibt sich neben dem Vorteil einer Vereinfachung der Schaltung
der gerade für den Flugbetrieb besonders wichtige Vorzug einer erheblichen Gewichtsersparnis.
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Die Erfindung wird an Hand der Fig: 2 bis q. ausführlich beschrieben.'
Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei diese der
einfacheren Betrachtungsweise ' wegen lediglich zwei räumlich gegeneinander versetzte
Antennen der neuen Kurzwellensendeanordnung aufweisen. Statt zweier Antennen können
natürlich auch deren mehrere, z. B. drei oder vier gegeneinander räumlich versetzte
Antennen, benutzt werden. f Jede der beiden Antennen i und 2 ist über eine
| k' eignete Schwingkreisschaltung 3 bzw. q. an |
| Anodenkreis einer Gitterröhre 5 bzw. 6 |
| ;@ @. eschlossen. Die. Gitter dieser beiden Röhren 5 |
rund 6 sind mit geeigneter gegenseitiger Phasenverschiebung über den Übertrager
7 an den eigentlichen Steuerkurzwellensender 8 angeschlossen. g ist die Anodenbatterie;
io, ii und 12 sind geeignete Abstimmittel bzw. Neutralisationskondensatoren. Die
vom Übertrager 7 gelieferte Steueramplitude wird bei richtiger Dimensionierung des
Widerstandes =3 und passender Abstimmung des Kondensators io den Steuergittern von
5 und 6 mit für den vorliegenden Zweck geeigneter gegenseitiger Phasenverschiebung,
z. B. von go °, zugeführt. Die Wirkungsweise beruht also darauf, daß die vom Schwingungserzeuger
8 gelieferte und gegebenenfalls in diesem bereits mit Sprache oder dergleichen modulierte
Energie während der einen Halbwelle über die Röhre 5 den Schwingungskreis 3 und
darüber die Antenne i erregt, während die Röhre 6 und damit der Schwingungskreis
q. und die an diesen angeschlossene Antenne 2 erst mit der durch die gegenseitige
zeitliche Versetzung der positiven Gitterpotentiale der Röhren 5 und 6 bedingten
Verzögerung Energie erhalten. Die Aussendung erfolgt also über die Antennen = und
s mit zeitlicher Versetzung in hochfrequentem Zyklus.
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Es ist leicht einzusehen, daß man die Schaltung verdoppeln oder überhaupt
vervielfachen kann, d. h. - daß man 'beispielsweise drei oder vier Antennen mit
je einer Schaltröhre benützen und diese drei -oder vier Kombinationen an ein. und
die gleiche Kurzwellenenergiequelle oder -Steuereinrichtung 8 anschließen kann.
Es läßt die Ausführung sich so treffen, daß die Energieaussendung in hochfrequentem
Wechsel mit zeitlicher, von der Phasenverschiebung abhängiger Überdeckung von den
verschiedenen Antennen nacheinander übernommen wird, daß also gleichsam die Energie
bzw. die Amplitude der Energieaussendung gleichsinnig über die Antennen umläuft.
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Aus der beschriebenen Wirkungsweise folgt, daß die dargestellte Schaltung
deswegen von besonderem Vorteil ist, weil die zu sendende Energie bzw. Frequenz
gleichzeitig auch die trägheitslosen Schalteinrichtungen steuert. Es ergibt sich
dabei der weitere Vorteil, daß die Röhren 5. und 6 die Sendeenergie auch noch verstärken.
Außer Gitterröhren als Schalteinrichtungen lassen sich gegebenenfalls auch andere
trägheitslos arbeitende Schalter verwenden, wie z. B. Trockengleichrichter u. dgl.,
für die bereits Schaltungen bekanntgeworden sind, die es ermöglichen, "diese Trockengleichrichter
als
elektrisch steuerbare trägheitslose Schalteinrichtungen zu verwenden.
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Für Telegraphiezwecke u. dgl. kann mitVorteil von der in Fig. 3 dargestellten.
Schaltung Gebrauch gemacht werden, welche in großen Zügen der Ausführung nach Fig.
2 ähnlich ist. Die entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie in
Fig. 2 versehen. Jedoch ist statt einer Anodenbatterie im Anodenstromkreis von einer
Wechselstromquelle 1q. Gebrauch gemacht worden, die eine niederfrequente Spannung
z. B. von 5oo Hz. liefert. Außerdem ist die Gittersteuerung in Fig. 3 anders geschaltet
als in Fig. 2. Die von dem Generator 8 der Steuerfrequenz gelieferte Spannung wird
über den Übertrager 7 einer Schaltung 7a zugeführt, von der die Steuerspannungen
für die Gitter der beiden Röhren 5 und 6 abgenommen werden. Die beiden von der Schaltung
7a abgenommenen Spannungen für die Gitter der beiden Röhren 5 und 6 besitzen dabei
eine für den vorliegenden Zweck geeignete, von, der jeweiligen Abstimmung des Kreises
7a abhngige gegenseitige Phasenverschiebung. Statt der Schaltung 7a kann auch der
entsprechende Schaltungsteil der Ausführung nach Fig. 2 benutzt werden. Die Verwendung
einer Anodenwechselspannung gemäß Fig. 3 hat den Vorteil, daß die Notwendigkeit
einer besonderen Hochspannungsgleichstromquelle entfällt, und daß außerdem die niederfrequente,
von der Wechselstromquelle 1q. geHeferte.Anodengegentaktwechselspannung die durch
die mit geeigneter gegenseitiger Phasenverschiebung arbeitende Schaltung herbeigeführte
Änderung der Lage der Polarisationsebene durch anodenseitiges Umschalten der Antennen
noch unterstützt.
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Die Schaltmöglichkeiten, von denen in den Ausführi,ngen nach Fig.2
und 3 Gebrauch gemacht ist, führen zu besonders einfachen und betriebssicheren Ausführungen.
Man ist jedoch nicht an eine Verwendung von zwei Röhren in der Schaltung nach Fig.
2 oder 3 gebunden, sondern kann auch z. B. Schaltungen nach Fig. q. benutzen, gegebenenfalls
mit Abänderungen, welche u. a. durch die Schaltungen der Fig. 2 und 3 nahegelegt
werden. Soweit die bei den Schaltungen nach Fig. q. verwendeten Teile mit denen
der oben beschriebenen Ausführungen übereinstimmen, tragen sie die gleichen Bezugszeichen.
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In Fig. q. ist eine Gegentaktschaltung dargestellt zwischen zwei Steuerzusatzröhren
15 und 16, welche eine Beeinflussung der Antennenröhren durch die Steuerung ihrer
Gitterströme gestatten. Die Erregung bzw. Steuerung dieser Zusatzröhren kann in
Abhängigkeit von dem vorzugsweise eine Hochfrequenz erzeugenden Schwingungserreger
8 erfolgen, und zwar im Gegentakt oder mit gegenseitiger Phasenverschiebung, z.
B. wie bei den. Schaltungen nach Fig. 2 und 3. Diese Steuerzusatzröhren 15 und 16
sind also nicht auf die Antennen direkt geschaltet wie die Röhren bei den oben beschriebenen
Ausführungsbeispielen, sondern, sie liegen, wie in Fig. 4. dargestellt, im Gitterkreis
je einer Schwing- oder Verstärkerr öhre 17 und 18, welche ihrerseits erst über die
Schwingungskreise 3 bzw. q. auf die räumlich, vorzugsweise um 9o ° gegeneinander
versetzten Antennen i und 2 geschaltet sind.
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Diese Schaltung nach Fig. q. kann nun einmal benutzt werden, wenn
abweichend von der Darstellung die Gitterspannungen für die Röhren 15 und 16 den
Gittergleichstrom der Antennenröhren 17 und 18 so steuern., daß mit der vom Schwingungserzeuger
8 gelieferten Steuerfrequenz, welche gleich der ausgesandten, Frequenz ist oder
dazu bei Zwischenschaltung von Frequenzvervielfachern in ganzzahligem Verhältnis
steht, die Sendefrequenz rhythmisch von den Antennen i und 2 mit passender Phasenverschiebung
ausgestrahlt wird.
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Was die sonstigen bei der Ausbildung eines Senders gegebenen Probleme
anbelangt, wie einzelne Schaltelemente, die Modulation, die Störkapazitäten und
ihre Neutralisation, die Quarzsteuerung und Frequenzkonstanz, Phasenschieber usw.,
so sind diese Teilprobleme die gleichen wie bei den üblichen und bekannten Senderschaltungen
bzw. Hochfrequenzanordnungen und lassen sich in üblicher Weise lösen. Es braucht
daher hier darauf nicht näher eingegangen zu werden.
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Wenn hier und in den Ansprüchen von Signalübertragungen gesprochen
ist, so ist darunter natürlich sowohl die Signalübertragung im engeren Sinne, z.
B, für Zwecke der Fernsteuerung und Fernlenkung, für Telegraphierzwecke usw., zu
verstehen wie auch die Sprachübertragung usw.