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Einrichtung zur Beeinflussung lizw. Modulation ultrakurzer Wellen
Die Erfindung hetrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Übertragung ultraku@rzwelliger
Hochfrequenzenergie von einem Erzeuger zu einem Verbraucher, vorzugsweise zu einer
Antenne über eine konzentrische Rohrleitung.
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Die Forderung, die man bei der Modulation eines. jeden Senders stellen
muß, nämlich außerhalb der sog. Reißgebiete zu arbeiten, ist bei ultrakurzen Wellen,
. wo die Anfachungsverhältnisse teils wegen der Unbestimmtheit der elektrischen
Resonanzgebilde, teils wegen der nur endlich schnellen Elektronenbewegung nicht
mehr so einfach sind wie bei längeren Wellen, bekanntlich nur schwer zu erfüllen,
wenn. man versueht, den Sender selbst, d. h. durch Beeinflussung seiner Betriebsverhältnisse,
zu modulieren. Ferner kommt bei Ultrakurzwellen noch hinzu, daß die erregte Senderwelle
mehr oder weniger von dem Betriebszustand des Senders ,abhängt, so daß bei Änderung
der Speisespannungen mit der Amplitudenmodulation immer eine mehr oder weniger starke,
in der Praxis jedoch meistenteils unzulässige Frequenzmodulation verbunden ist.
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Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, sr>rid verschiedene Methoden
bekanntgeworden, die auf eine Steuerung der Hochfrequenzenergie außerhalb des eigentlichen
Generators und'. unabhängig von den Erregungsbedingungen der Senderschwingung hinauslaufen.
So kann man z. B. die bereits ausgestrahlte Energie, nachdem sie die Antenne verlassen
hat, nachträglich noch modulieren, indem man die Wellen eine Schicht ionisierten
Gases durchsetzen l;ä.ßt, dessen lonisationsgrad im Rhythmus der Modulation geändert
wird und das hierbei einmal mehr und das andere Mal weniger Strahlungsenergie hindurchtretenläßt
oder absorbiert. Da die Ausdehnung der Gasschicht groß gegen die Wellenlänge sein
soll, ist dieses. Verfahren nur für äußerst kurze Wellen brauchbar. Besser und einfacher
erscheint daher das Verfahren, die Hochfrequenzschwingungen auf ihrem Wege vom Schwingungserzeuger
bis zur Antenne, nämlich in der Antennenspeiseleitung, zu erfassen. Zu diesem Zweck
müssen in :die Übertragungsleitung veränderbare und weitgehend trägheitsfrei zu
beeinflussende Hochfrequenzwiderständeeingeschaltet werden, welche der vom Generator
zur Antenne gelangenden Hochfrequenzenergie entweder den Durchgang sperren oder
erschweren oder sie mit optimalem Wirkungsgrad durchlassen. Als solche regelbare
Widerstände haben sich z. B. Glimmlampen bestens bewährt, deren Entladung im Takte
der den Send;erschwingungen aufzudrückenden Modulation
in ihrer
räumlichen Ausdehnung und in ihrer Dichte beeinflußt wird. Befindet sich eine solche
Glimmlampe zwischen den b@eidcti'
| Drähten eines Lech ersystems., so übt das i.afilsj |
sierte Gas sowohl eine verstimmende ''^`Et:: auch eine energieschluckende Wirkung
ä die Lecherleitung aus und überträgt so seine Schwankungen auf die Amplitude der
von der Antenne ausgestrahlten Schwingungen.
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Die bisher bekanntgewordenen praktischen Ausführungen dieses Verfahrens.
arbeiten so, daß eine Glimmentladungsr öhre von langgestreckter Form, etwa so wie
sie zu Oszillograplienzwecken benutzt wird, unmittelbar zwischen den beiden vom
Sender zur Antenne führenden Lecherdrähten angeordnet wird, wo sie teils als kapazitiver
Quenvidersitand zwischen den Lecher drähten mit einem im Takte der Modulation sowohl
in seiner räumlichen Ausdehnung als auch in seiner Dichte schwankenden Dielektrikum,
zum anderen Teil als energieverzehrender und veränderlicher Dämpfungswiderstand
wirkt. Um die verstimmende und dämpfende Wirkung des ionisierten Gases möglichst
auszunutzen, ist es angebracht, sich nicht mit den Lecherdrähten allein als Belegungen
für den Gaskondensator zu begnügen, sondern deren Fläche durch besondere metallische
und mit den Lecherdräbten in Kontakt stehende Belegungen zu vergrößern. Diese Belegungen
bringen jedoch auf der anderen Seite den Nachteil mit sich, daß sie die schädliche,
auch bei nicht gezündeter Glinunlampe verbleibende Restkapazität vergrößern. Hierdurch
,wird .die- optimale Energieübertragung zur Antenne gestört und die obere Grenze
des Aussteuerbereiches herabgesetzt. Praktisch muß demnach zwischen den beiden Forderungen
nach möglichst großen Kondensatorbelegungen einerseits und nach möglichst niedriger
Anfangskapazität anderseits ein Kompromiß geschlossen werden, der natürlich niemals
die volle Ausnutzung des Senders möglich macht.
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Hier schafft die Erfindung dadurch eine wirksame Abhilfe, daß bei
der Übertragung der Hochfrequenzschwingungen über eine koaxiale Rohrleitung um den
Innenleiter herum die Glimmentladung erzeugt wird und der Innenleiter und gegebenenfalls
der rohrförmige Außenleiter dieser Leitung die Elektroden .der Glimmentladungsstrecke
bilden. An der Steuerung der Energieübertragung zur Antenne ist hierdurch die ganze
Glimmentladung beteiligt, ohne daß besondere Metallflächen, die die Kapazität pro
Längeneinheit der Leitung verändern könnten, notwendig sind. Infolgedessen findet
auch keine Beeinträchtigung des übertragungswirkungsgrades durch schädliche Restkapazitäten
statt, und der Aussteuerbereich des Senders erstreckt sich von Null bis zur oberen
Höchstgrenze, wenn die Glimmlampe vollständig s 4sgelö,scht ist.
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'Es ist zwar bekannt, zur Hochfrequenzüberfrägung koaxiale Leitungen
zu verwenden und die Modulation in diesen Leitungen auf die gleiche Weise wie bei
den obengenannten Lecherleitungen vorzunehmen. Bei :einer solchen Anordnung, bei
der zwischen Innm-und Außenleiter der koaxialen Leitung eine Indikatorglimmlampe
gelegt ist, werden jedoch nicht die Vorteile erreicht, die sich durch :die Erfindung
ergeben, nämlich der große Aussteuerbereich und die minimale Restkapazität der Glimmstrecke.
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Die Abb. i veranschaulicht eine praktische Ausführungsform 'des Erfindungsgedankens
an einer im Längsschnitt schematisch angedeuteten Anordnung. S ist der Ultrakurzwellensender,
von dem aus eine konzentrische Rohrleitung mit dem Innenleiter Rt und dem Außenrohr
Ra zur AntenneD, führt. Innerhalb dieser Rohrleitung befindet sich die Glimmlampe
G1, bestehend aus einem Glasrohr G, einer axialen Kathode h und einer ringförmig
gezeichneten Die Kathode durchsetzt die Glimmlampe als gerader axialer Draht und
ersetzt auf der von der Glimmlampe beanspruchten Länge den Innenleiter Rt, dessen
Stärke bei der Dimensionierung der Rohrleitung zweckmäßig dein Kathodendraht angepalt
wird. Die Spannungen zur Speisung der Glimmlampe und die überlagerten Modulationsspannungen
werden der Kathode I( direkt über den Innenleiter Ri zugeführt; wenn die Speiseleitung
in einem Schwingungsknoten angeschlossen ist, wird der hochfrequente Schwingungsvorgang
nicht gestört oder behindert. Um die Speisung der Glimmentladungsstrecke mit einer
Gleichspannung und überlagerten Wechselspannungen zu veranschaulichen, ist die Glimmlampe
als Belastungswiderstand in den Anodenkreis einer Modulationsröhre R geschaltet,
die ihrerseits über den Verstärker V vom Mikrophon Al besprochen wird. Je nach der
an der Glimmlampe auftretenden Momentanspannung rändert sich dann die räumliche
Ausdehnung und auch die Dichte der Glimmentladung, und durch Kapazitätsschwankungen
und Energieabsorption wird die zur Antenne D1 gelangende Hochfrequenzenergie so
beeinflußt, daß alle Schwankungen der Mikrophonströme naturgetreu übertragen werden.
Wenn die Rohrleitung auf beiden Enden an D und S so angepaßt ist, daß sich auf der
Rohrleitung rein fortschreitende Wellen ausbilden, ist es gleichgültig, an welcher
Stelle die Glimmlampe in die Rohrleitung eingebaut wird. Infolgedessen wird man,
um einemögliehst
weitgehende Durchsteuerung des Senders bis auf
ein Minimum zu erzielen, die Glimmlampe so lang wählen, wie es eben dieses Minimum
unter Berücksichtigung der. aufzuwendenden Modulationsleistung erför=. dert. , Eine
andere Ausführungsform zeigt die Abb. a. Hier besitzt die Modülationsglimmlampe
neben einer durchgehenden axialen Kathode I( noch eine zylindrische Anode Z, die
beiderseits mit Ringdurchschmelzungen versehen ist und ein Stück des Außenrohres
Ra ersetzt. Ebenso wie die Heizspannung für die Kathode wird hier auch die Anodenspannung
E" über das Außenrohr von einem Schwingungsknoten aus zugeleitet, wobei @°in Kurzschluß
der Glimmlampe durch eine kapazitive Aufteilung der Kopp.elschleif,- S' verhütet
werden muß.
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Schließlich sei bemerkt, daß sich der Erfindungsgedanke nicht nur
auf die Modulation eines Senders mit Sprechströmen beschränkt, sondern in allen
Fällen vorteilhafte Anwendung findet, in denen :eüi,e trägheitslose Steuerung der
ausgestrahlten Hochfrequenzenergie ohne die eingangs geschilderten Nachteile gewünscht
wird. So ist die beschriebene Anordnung z. B. vorzüglich zur Herstellung eines ultrakurzwelligen
Leitstrahles geeignet, indem von einem Sender aus zwei konzentrische Rohrleitungen
mit zwei Glimmsteuerröhren zu zwei spiegelb-ildUch kongruenten uui,d sich in der
Symmetriezolie überschneidenden, Richtdiagramme liefernden Strahlwerfsystemen geführt
werden. Durch Wechseltastung oder Aufmodulation verschiedener Kennungen auf beide
Glimmsteu.erröhren wird die Mittelebene als Zone gleicher Intensität der beiden
Richtdiagramme hervorgehoben.