DE678078C - Verfahren zur Modulation von Ultrakurzwellen - Google Patents

Verfahren zur Modulation von Ultrakurzwellen

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DE678078C DER91312D DER0091312D DE678078C DE 678078 C DE678078 C DE 678078C DE R91312 D DER91312 D DE R91312D DE R0091312 D DER0091312 D DE R0091312D DE 678078 C DE678078 C DE 678078C
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    • H03L7/26—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles as a frequency reference

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modulation von Ultrakurzwellen, und zwar außerhalb des eigentlichen Generatorkreises. Es ist bisher üblich gewesen, durch Beeinflussung der Betriebsspannungen des Generators eine Modulation der erzeugten Schwingungen zu bewirken. Diese Modulationsart hat bei Ultrakurzwellen den Nachteil, daß mit der Veränderung der Betriebsspannungen
ίο zum Zwecke1 einer Amplitudenmodulation gleichzeitig eine Änderung der Frequenz verknüpft ist.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Modulation von ultrakurzen Wellen im Strahlungsfeld blendenförmige Körper zu bewegen. Derartige Anordnungen sind brauchbar, solange es sich darum, handelt, einen Sender mit einem konstanten Ton zu modulieren oder im langsamen Rhythmus zu tasten. Bei einer Modulation in einem höherfrequenten und vor allem unregelmäßigen Rhythmus, z.B. Sprachrhythmus, versagen diese Methoden oder ergeben zumindest erhebliche Verzerrungen.
Es ist weiterhin vorgeschlagen, zu Modulationszwecken zwischen den Leitern einer Doppelleitung, die einen Generator mit einer Antenne verbindet, Entladungsröhren vorzusehen, welche im Modulationsrhythmus gesteuert werden. Diese Röhren absorbieren und reflektieren einen Teil der in der Leitung fließenden Energie bzw. dienern zur Veränderung des Wellenwiderstandes der Doppelleitung. In beiden Fällen ändern sich die Energiebeträge, die vom Generator zur Antenne gelangen. Eine Beeinflussung des Strahlungsfeldes zwischen Sendeantenne und Empfangsantenne findet nicht statt.
Es ist auch vorgeschlagen bzw. bekannt, in dem Strahlungsfeld zwischen Sender und Empfänger auf die Betriebswelle abgestimmte Dipole vorzusehen, deren Strahlungswiderstand zwecks Tastung oder Modulation verändert werden kann. Zur Veränderung des Strahlungswiderstandes sind in die Dipole Schalter oder stetig veränderbare Widerstände in Form von Entladungsröhren eingeschaltet. Diese Entladungsröhren sind in Form von normalen Trioden mit konzentrischen Entladungssystemen ausgebildet und beeinflussen die Strahlung.nur in an sich unerwünschter Weise um einen konstanten Betrag. Aus diesem Grunde ist man bestrebt, die Ausmaße der Röhren so klein wie möglich im Vergleich zur Länge des Dipols zu
halten. Mit kleiner werdender Mödulationsröhre nimmt auch der Energiebetrag-ab,.der in der Röhre verarbeitet werden kann. Bei allerkürzesten Wellen müßte man also eine Vielzahl von solchen Modulationseinrichtungen vorsehen, deren Zuleitungen zu unerwünschten Reflexionen usw. Anlaß geben.
Die Modulationsschwierigkeiten bei ultrakurzen Wellen werden nun gemäß vorliegender Erfindung in überaus einfacher und wirkungsvoller Weise gelöst. Erfindungsgemäß _ werden -mittelbar oder unmittelbar in den Gang der Strahlung freie Ladungsträger, insbesondere eine ionisierte Atmosphäre gebracht, deren Ionisa'tionszustand in Abhängigkeit von dem Modulationsvorgang geändert wird. Auf diese Weise ist es möglich, trägheitslos selbst allerhöchste Modulationsfrequenzen mit rasch wechselnden Amplituden den 'Trägerschwingungen aufzuzwingen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Modulation von Ultrakurzwellen ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Gang der Strahlung, zwischen Sender und Empfänger, freie Ladungsträger, insbesondere eine ionisierte ■■ - Gasstrecke, gebracht werden, deren Ionisationszustand, vorzugsweise stetig, in Abhängigkeit von dem Modulationsvorgang geändert wird, wodurch ein Teil der ausgesandten Strahlung absorbiert, reflektiert, gebeugt, zusammengefaßt oder zerstreut usw. wird, so daß der Betrag der zum Empfänger gelangenden Strahlungsenergie im Rhythmus der Modulation schwankt.
Die Abb. ι bis 7 zeigen schaltbildmäßig verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in Anwendung auf gerichtete Strahlungen. ; .
Abb. 8 und 9 zeigen Ausführungsformen, bei denen die Energie nicht konzentriert, . sondern ungerichtet als Rundstrahlung ausgesendet wird. ■.■■-.-.-
Abb.ro bis 17 zeigen Einzelheiten verschiedener Mödulationseinrichtungen. In Abb. 18 ist die Abhängigkeit der selektiven Absorption der Gase vom Entladungsstrom im ungefähren Verlauf dargestellt.
In Abb. ι ist' 1 ein Hochfrequenzgenerator, etwa ein Magnetron, verbunden mit einer Dipolantenne 3, die innerhalb eines Parabolreflektor 5 liegt. Die Strahlungsenergie wird dem Empfängsreflektor 7 zugeführt, in dem die Dipolantenne 9 liegt, die mit dem Emp-. fänger 11 verbunden ist. .
Erfindungsgemäß wird die Strahlung durch die Gasentladungsstrecke einer Modulationsvorrichtung 12 hindurchgeschickt, die in dem Weg des Strahles liegt und' elektrisch von dem Hochfrequenzgenerator 1 unabhängig ist. Diese Vorrichtung 12 besteht aus einem Gefäß 13, das mit einem Gas, zweckmäßig mit einem Edelgas, gefüllt ist, welches leicht ionisiert werden kann.
In diesem Gefäß liegen Elektroden 15 und 17, die mit einer Spannungsquelle 19 über "einen Widerstand 21 und die Sekundärwicklung 23 eines Niederfrequenztränsformators 25 verbunden sind, wobei der Widerstand 21 dazu dient, den Stromfluß durch das ionisierte Gas zu beschränken. Die Primärwicklung 27 des Transformators 25 ist mit der Quelle des Modulationsstromes verbunden.
Das Gas in dem Gefäß 13 wird nun dauernd 'durch die konstante Spannung von 19 vorionisiert gehalten, während der Grad der Ioni-• sation sich entsprechend der überlagerten Modulationsspannung ändert, die an der Sekundärwicklung 23 auftritt. Versuche haben gezeigt, daß eine solche Einrichtung eine formgetreue Modulation ermöglicht.
Die Modulationsvorrichtung 12 kann an einem beliebigen Punkt mittelbar oder unmittelbar im Strahlengang angeordnet werden, zweckmäßig verhältnismäßig nahe am Reflektor und erforderlichenfalls innerhalb des Reflektors selbst.
Der Modulationseffekt, der durch das ioni- ·■ sierte Gas bewirkt "wird, rührt von verschiedenen Eigenschaften des Gases her. Die Modulationsspannung verändert die Dichte und Verteilung der Ionisation innerhalb des Gefäßes und daher die elektrischen und optischen.Eigenschaften des Gases, nämlich die Dielektrizitätskonstante, die Leitfähigkeit, ' den Absorptionskoeffizienten, den Reflexionskoeffizienten, die diffuse Zerstreuung, Temperatur usw.
Die eben beschriebene Einrichtung ergibt im wesentlichen reine Amplitudenmodulation. Die Stabilität der Senderfrequenz ist viel besser als die der in üblicher Weise modulierten Kurzwellensender. Die einzige mögliche Störung kann von der Rückwirkung stammen; die durch den kleinen Energiebetrag hervorgerufen wird, der'Von dem ioni- sierten Gas'in den Senderreflektor zurück reflektiert werden könnte. Diese reflektierte Energie kann die Belastung an dem Strahler etwas· ändern. '
Diese geringfügige Störungsmöglichkeit kann vollkommen ausgeschaltet werden,, wenn man die ionisierte'Gasstrecke außerhalb der Senderreflektoröffnung, und zwar in Gefäßen, unterbringt, die im wesentlichen in einer Ebene liegen. Diese Ebene ordnet man so an, daß sie mit der Hauptrichtung der zu modulierenden Richtstrahlung keinen rechten Winkel, sondern einen Winkel kleiner oder größer als 90° einschließt, so daß die von der
asstreeke gegebenenfalls reflektierte Energie den Sendereflektör nicht wieder erreichen kann.
Ein weiterer Vorteil, den die erfindungsgemäße Modulationsanordnung mit sich bringt, besteht darin, daß man einen gegebenen Röhrenoszillator für maximale Leistung einstellen kann, ohne daß man Rücksicht darauf zu nehmen braucht, wo der Arbeitspunkt auf der Kennlinie des Oszillators liegt, d. h. die Einstellungen von Oszillator und Modulator sind voneinander unabhängig.
ίο Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 2 besteht die . Modulationsvörrichtung 29 aus einem kugeligen Gefäß 31 mit einer Gasfüllung, die durch eine geeignete Spannung an den beiden Elektroden 33 und 35 ionisiert wird. Die Elektrode 33 ist aus einem Metallring, der an der Innenseite des Gefäßes 31 aufliegt, hergestellt.
,Die Elektrode 35 ist ein Leiter, der rechtwinklig zu der Ebene der Ringelektrode 33 durch deren Mitte hindurchgeht. 37 ist wieder die Batterie für die Ionisationsspannung, 39 der Begrenzungswiderstand.
Die Modulationsspannung wird den Elektroden von einem Transformator 41 über Leitung 43 und Blockkondensator 45 zugeführt.
Die Wirkung dieser Modulationsvorrichtung ist prinzipiell dieselbe wie bei demersten Ausführungsbeispiel. Infolge, der Form des Entladungsgefäßes und der Elektroden wird aber auf den Strahl noch eine zusätzliche Wirkung ausgeübt. Die Vorrichtung wirkt als divergierende Linse, wenn die Ringelektrode negativ ist. Der Betrag, um den die Strahlung divergiert, hängt entweder von dem Grad öder von der Verteilung der Ionisation oder von beiden ab. Es folgt daraus, daß selbst wenn die anderen, obenerwähnten Eigenschaften des Gases unverändert bleiben, die Vorrichtung die Strahlung nur durch die Linsenwirkung moduliert. Die Modulationsvorrichtung 29 kann auch in der Schaltung gemäß Abb. 1 betrieben werden.
Die zugehörige Empfangseinrichtung besteht aus einer Empfängerröhre 30, die innerhalb eines Parabolreflektors 32 angeordnet ist. Die demodulierten Schwingungen werden über einen Transformator 50 einem Verstärker 52 zugeführt und schließlich in einem' Lautsprecher 54 wiedergegeben. Die spezielle Ausbildung der Empfangsschaltung ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 3 ist das Empfangs- und das Sendegerät von Abb. 1 in Verbindung mit einer Modulationseinrichtung'47 dargestellt. Die Elektroden 49 und 51 dieser Modulationsröhre sind so angeordnet, daß sich in dem Gefäß 53 eine Ebene von ionisiertem Gas bildet. Diese Ebene fällt mit der Elektrode 49 zusammen. Zweckmäßig ist der Abstand zwischen den Gitterdrähten 55 dieser Elektrode klein im Vergleich zu der Wellenlänge und der Gasdruck so, daß der Crooksche Dunkelraum klein ist im Vergleich ( zu dem Abstand der Gitterdrähte 55.
Die Ionisation kann durch eine Wechselspannung von überhörbarer Frequenz erzielt werden. Zu diesem Zwecke ist ein Generator 57 von überhörbarer Frequenz mit einem Modulator 59 verbunden, an den ein Mikrophon 61 angeschlossen ist. Man kann nun entweder die Amplitude dieser Ionisationswechselspannung in Abhängigkeit vom Modulationsvorgang ändern, oder man kann so vorgehen, daß man die überhörfrequente Wechsel-■spannung· nur zur Vorionisation benutzt und die Modulationsspannungen dieser Vorspannung in einer Schaltung ähnlich Abb. 1 oder 2 überlagert.
Bei einer Gitterelektrodenkonstruktion gemaß Abb. 3 müssen noch bestimmte Vorsichtsmaßregeln getroffen werden, um ein richtiges Arbeiten zu gewährleisten. 'Bekanntlich ergibt ein Sender der dargestellten Art eine Richtstrahlung, die in der Ebene der Dipolantenne 3, also im vorliegenden Fall in einer senkrechten Ebene, stark polarisiert ist. Da die Gitterdrähte 55 einen Abstand voneinander haben, der kleiner, ist als eine Wellenlänge, wirken sie als Reflektor, wenn sie parallel zu der Polarisationsebene liegen, etwa ebenso wie ein massives Metallblech. Diese Einwirkung kann man dadurch beseitigen, daß man die Elektrode 49 so legt, daß die Drähte 55 senkrecht zur Polarisationsebene, also im vorliegenden Falle horizontal, verlaufen.
Erforderlichenfalls kann man zur Veränderung des lonisationsgrades der Modulationsvorrichtung eine dritte Elektrode verwenden, wie Abb. 4 zeigt. Hier wird den Elektroden . 65 und 67 der Röhre 63 eine konstante Ionisationsspannung- über einen Widerstand 69 aufgedrückt, während die Modülationsspannung einem Steuefgitter 71 über einen durch einen Widerstand 75 überbrückten Transfermator 73 aufgedrückt wird. Zweckmäßig wird das Steuergitter gegenüber der Anode 65 durch die Batterie 1JJ negativ vorgespannt.
Wenngleich der Grad der Zustandsänderung der Gasentladung, den man durch das Steuergitter 71 erhält, nicht besonders groß ist, so -genügt er doch zur Modulierung des Strahles, insbesondere wenn das Steuergitter im Crookschen Dunkelraum, liegt.
Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 5 i'st die Modulationsvorrichtung 79 als Prisma ausgebildet, so daß der Strahl beim Hindurchtritt abgebogen wird. Die besondere Konstruktion wird noch später beschrieben. Die Größe der Ablenkung hängt von dem Maß der Ionisation des Gases ab und kann durch _ den Modulationskreis gesteuert werden, der
derselbe ist wie in Abb. i, aber auch gemäß Abb. 2 und 3 ausgeführt werden kann.
Zwecks Erzielung tmverzerrter Modulation
soll der Empfangsreflektor 7 eine bestimmte
Lage bezüglich der Energieverteilung in der Richtstrahlung erhalten, die" die Form eines Konus hat. Diese Energieverteilung ist durch die Kurve 81 wiedergegeben. Man erkennt, daß die Energie in der Mitte des Konus am
größten ist und daß an den beiden Seiten zwischen den Punkten A und B die Kurve geradlinig verläuft. Es ist zweckmäßig, daß der Teil des Strahles, der diesem gerad-' linigen Teil entspricht, vor dem Empfangs-
reflektor hin und her schwingt. Dieses erzielt man, wenn die Mittellinie des Konus zwischen den in der Zeichnung angegebenen Endlagen hin und her schwingt.
Eine Ausführungsform des Prismas ist in Abb. 11 dargestellt, und zwar besteht es aus einer einzigen langen Röhre 83, die schlangenförmig hin'und her gebogen ist und z.B. mit Neon gefüllt ist, das durch die beiden Elektroden 85 und 87 ionisiert werden kann.
Wenn die Ausdehnung der Richtstrahlung so ist, daß der Reflektor 5 verhältnismäßig groß im Vergleich zu den Ausmaßen der Gasgefäße ist, die gegenwärtig technisch herstellbar sind, kann es zweckmäßig sein, den Reflektor so zu bemessen, daß-der Strahl durch ihn, wie in Abb. 6 gezeigt, gebündelt wird. Dieses gestattet die Verwendung eines relativ kleinen Gefäßes 89 für die freien elektrischen Ladungen, da es in der Nähe des Brennpunktes des Reflektors 5 untergebracht • werden kann, wo der Querschnitt der Richtstrahlung klein ist. Nachdem die Strahlen durcH die Vorrichtung 89 gegangen sind, werden sie durch eine Linse 91 parallel und auf den fernen Empfangsreflektor 7 gerichtet. Die Vorrichtung 89 enthält eine Glühkathode, ein Steuergitter und eine Anode zur Erzeugung einer Ebene von reiner Elektronenentladung in dem Weg der Richtstrahlung und rechtwinklig dazu. Durch Veränderung der Spannung an dem Steuergitter - kann die Stärke der Entladung zwischen Kathode und Anode und damit- die Strahlung moduliert werden. Abb. 7 zeigt eine Ausführungsform, die die Aussendung eines scharf definierten, modulierten Strahles gestattet. Wenn man· Kurzwellenstrahlungen selbst bei Wellenlängen von wenigen Zentimetern bündelt, ist es schwer, einen Strahl von kleinem Querschnitt zu erhalten, der scharf definiert ist, da die Wellenlänge nicht wie .bei Licht im Vergleich zu den RefLektorabinessungen extrem klein ist.
Bei der Anordnung gemäß Abb. 7 ist der Reflektor 90 groß genug gemacht, um die von dem Dipol 92 ausgestrahlte Energie einigermaßen scharf zu bündeln. Der resultierende Strahl hat notwendigerweise noch einen beachtlichen Querschnitt, so daß der Empfangsreflektor nicht sehr genau ausgerichtet zu werden braucht, um einen Teil des Strahles zu empfangen. Dieses kann in manchen Fällen unerwünscht sein, etwa bei Geheimtelegraphie oder -telephonie.
Daher wird nicht der_ganze Strahl moduliert, sondern es wird eine der Modulationseinrichtungen 94 in den Weg nur eines Teiles der Richtstrahlung angeordnet. Die Vorrichtung 94 wirft einen modulierten Schatten, der einen· kleineren Querschnitt hat als die Gesanitstrahlung. Die Vorrichtung 94 moduliert durch Absorption, Reflexion usw. kurzum, d. h. ein Teil des Radiostrahles wird abgelenkt oder ausgebreitet, wenn er die Modulationsvorrichtung verlaßt. Die Vorrichtung ist in Abb. 10 ausführlicher dargestellt und besteht aus einer gasgefüllten Röhre 95, die meanderförmig gebogen ein rechteckiges Gittei bildet und Elektroden 97 und 99 besitzt, mit deren Hilfe das Gas ionisiert wird. Der Abstand, zwischen den einzelnen Windungen soll verhältnismäßig gering sein, in jedem Falle geringer als eine Wellenlänge.
Anstatt dieser Vorrichtung kann man entweder eine gemäß Abb. 3 oder gemäß der go später noch zu beschreibenden Abb. 13 verwenden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Strahlwerfer, sondern kann auch bei Rundstrahlern verwendet werden. Beispielsweise zeigt Abb. 8 eine Ausführungsform, bei der ein Dipol 96, der an einem Metallmast 98 montiert ist, vollständig von ionisiertem Gas umgeben ist, das in einem langen Glasgefäß 101 eingeschlossen ist. Der mit der Antenne verbundene Hochfrequenzgenerator 103 erzeugt Energie bei einer Wellenlänge von etwa 2 bis jm. ·
Der Modulationskreis enhält eine Gleichstromquelle 105, die mit den Elektroden 107 und 109 verbunden ist. Der Elektrodenkreis enthält-einen Widerstand iii und die Sekundärspule 113 des Transformators 115, dessen Primärspule 117 über eine Batterie 121 mit dem Mikrophon 119 verbunden ist.
Die Ausführungsform gemäß Abb. 9 zeigt eine andere Antenne anstatt des Dipols gemäß Abb. 8. Hier liegt die Antenne 128 nicht in ■dem ionisierten Gas, sondern ist von einer schraubenförmig um sie herumgewickelten ng gasgefüllten Röhre 127 umgeben. Die Elektroden 123 und 125 sind mit dem Modulationskreis verbunden. Das untere Ende der Antenne ist mit einer Spule 129 verbunden, die zu einem^geerdeten Kondensator 131 führt. Der Generator 135 ist durch die Leitung 133 galvanisch mit der Spule 129 gekoppelt.
Die Abb. 12 bis 17 zeigen, wie anfangs erwähnt, verschiedene Ausführungsbeispiele für die gasgefüllten Röhren.
Abb. 12 zeigt eine Röhre, die an Stelle der Röhren 12 bzw. 29 in Abb. 1 und 2 verwendet werden kann. Sie besteht aus einem gasgefüllten Gefäß 137 mit. einer zylindrischen Elektrode 139 und einer stabförmigen Elektrode 141. Bei Verwendung für Modulationszwecke wird die Röhre zweckmäßig mit der Elektrode 141 parallel zur Strahlachse angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 13 greifen die Elektroden 145 und 147 der Röhre 143 mit den Stäben 149 und 151 *5 ineinander, die alle in derselben Ebene liegen. Hier fällt die Ebene des ionisierten Gases mit der Ebene der Elektroden 145 und 147 zusammen.
Die Ionisation des Gases kann man auch entweder gemäß Abb. 14 durch eine Außenspule 153 oder gemäß Abb. 15 durch Außenelektroden 155 erzielen, wobei allerdings die Ionisation durch eine Hochfrequenzwechselspannung bewirkt werden muß. Die Röhren a5 gemäß Abb. 14 und 15 kann man erforderlichenfalls an die Stelle der Röhre 47 gemäß Abb. 3 setzen.
Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 16 liegt der Dipol 157 in der gasgefüllten Röhre Und bildet zugleich eine der Ionisierungselektroden. Die Ionisierungs- und Modulationsspannung kann den Elektroden 157 und 161 durch einen Kreis, ähnlich wie in Abb. 1, zugeführt werden. Die Verbindung mit der Antenne 157 erfolgt in einem Spannungsknotenpunkt an der Energieleitung 160. Wenn mit dieser Anordnung eine Richtstrahlung gesendet werden soll, wird man das Gefäß natürlich innerhalb eines Reflektors unter- bzw. anbringen.
Abb. 17 zeigt eine Einrichtung zum Modulieren eines Strahles, bei welcher dieser in ver-' änderlichem Maße reflektiert wird. Das gasgefüllte Gefäß 163 enthält eine ebene oder gekrümmte Kathode 165, z.B. in Form eines Drahtgitters, und eine Anode 167. Bei richtigen Spannungen bildet sich längs der Oberfläche der Kathode eine Schicht von ionisiertem Gas aus. Diese ionisierte Gasebene reflektiert einen bestimmten Bruchteil der Energie der darauftreffenden Strahlung·. Die reflektierende Eigenschaft der Gasebene kan,ri bei einem Nachrichtenübermittlungssystem benutzt werden, indem man den Empfänger in der Bahn des reflektierten Strahles anordnet. Da die Reflexionsfähigkeit der Gasschicht sich mit der Änderung der Ionisation ändert, wird sich auch das Maß der reflektierten Energie, die den Empfänger erreicht, entsprechend der Änderung der den Elektroden -zugeführten Modulationsspannung ändern.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Verwendung einer ionisierten Gasentladung, vielmehr kann man jede andere Entladungsart verwenden, die einen Bereich ergibt, der freie elektrische Ladungen enthält. Beispielsweise fallen in den Rahmen der Erfindung Glimmentladung, Koronaentladung, Funkenentladung, reine Elektronenentladung, reine" positive Ionenentladung u. dgl. Auch kann die Ionisation des Gases auf andere Weise als dargestellt erfolgen. Beispielsweise ' durch ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen, Erwärmung oder eine Kombination dieser Mittel. Ebenso können Glühkathoden und Hilfselektroden in den Modulationsröhren Verwendung finden. .
Auch die' Art: der Gasfüllung kann in weitem Maß verschieden sein; man kann entweder reine Gase, insbesondere Edelgase oder Gasgemische, verwenden. Der Gasdruck kann zwischen Null ("reine Elektronenentla- _dung) und einem höchsten Druck liegen, bei dem eine Entladung auftritt; bei Röhren gemäß Abb. i, 2 und 10 soll der Druck so sein, daß der größte Teil des Gefäßes von einem gleichförmigen Glimmlicht oder einem Ionisationsbezirk ausgefüllt ist. Im allgemeinen wird dieser Druck geringer sein als der in den Röhren 153 und 143 gemäß Abb. 3 und 13, wo die Strömung auf den Bereich einer Elektrode beschränkt ist.
Da einige ionisierbare Gase selektive Absorption für gewisse Wellenlängen zeigen, kann man einen größeren Wirkungsgrad dadurch erhalten, daß man in der -Nähe eines solchen Absorptionsbandes arbeitet.
Abb. 18 zeigt kurvenmäßig das Verhalten einer Röhre, die in der Nähe eines Absorptionsbandes arbeitet, wenn der Entladungsstrom in Abhängigkeit von Modulationsschwingungen geändert wird.
Bekanntlich zeigen gewisse Gase einen Resonanzeffekt, der beiwirkt, daß sie eine verhältnismäßig große Menge von Energie von 10S einer Wellenlänge absorbieren, die dem Resonanzpunkt des Gases entspricht. Es werde z. B. angenommen, daß eine Kurzwellenstrahlung von einer gewissen Wellenlänge einer der Modulationseinrichtungen gemäß Abb. 1 bis 3 aufgedrückt werde. Bei richtigem, Gasdruck kann man'den Strom durch die Modulationsvorrichtung vergrößern, bis das Gas den Strahl in maximalem Maß absorbiert, d. h. bis ein Resonanzscheitel erreicht wird. "5
Diesen Resonanzeffekt kann man ausnutzen, indem man den durch die Modulationsvorrichtung fließenden Strom so einstellt, daß der Punkt χ auf der Mitte der Modulationskurve erreicht ist. Die Modulationsspannun- gen ändern dann den Strom um den Punkt χ herum, so daß die Absorption (Modulation)
zwischen den Grenzen^ und ζ auf einem annähernd geradlinigen Teil der Kurve verläuft. Erforderlichenfalls kann man zusätzlich zur erfindungsgemäßen Modulation noch eine Modulation durch Beeinflussung der Elektrodenspannungen des Generators durchführen, wobei man dafür Sorge tragen muß, daß beide ' Modulationen in Phase verlaufen.

Claims (17)

  1. PATENTANSPRÜCHE;
    ι. Verfahren zur Modulation von Ultrakurzwellen, dadurch gekennzeichnet, daß •: in den Gang der Strahlung zwischen Sen-
    der und Empfänger freie'Ladungsträger, insbesondere eine ionisierte Gasstrecke, gebracht werden, deren Iömsätionszüstand, vorzugsweise stetig, in Abhängigkeit von ■■·: dem Modulations Vorgang geändert · wird, wodurch ein Teil der ausgesandten Strahlung absorbiert, reflektiert, gebeugt, zusammengefaßt oder zerstreut usw. wird, so daß der Betrag der zum Empfänger gelängenden Strahlungsenergie im Rhythmus . der Modulation schwankt. -
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsäriderungen der Ladungsträger bzw. die Ioni-■/■-■■■ sationsgradänderungen der Gasstrecken durch elektrische Felder hervorgerufen werden. . : -· '
  3. ./3." Verfahren nach Anspruch 1 und 2, . dadurch* gekennzeichnet, daß die Gasstrecke durch eine Vorspannung, insbe-. sondere durch eine überhörfrequente Wechselspannung, vorionisiert und daß die Modulationsspannung dieser Vorspannung überlagert wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet," daß die ; Gasstrecke derart vorionisiert wird, daß der Resonanzzustand für das betreffende Gas bzw. Gasgemisch bezüglich der verwende-. ' ten' Wellenlänge beinahe erreicht wird, so daß relativ geringen Änderungen .der zusätzlich anregenden Modulati'onsspannung große Änderungen im Verhalten der Gasstrecke entsprechen.
  5. 5· Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, " daß die Gasstrecke durch eine Wechselspannung von überhörbärer Frequenz ionisiert wird und daß die Amplitude dieser Ionisationsspannung .in Abhängigkeit von dem Modulationsvorgang geändert wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichnet, daß die 'Zustandsänderung der Ladungsträger, insbesondere die* Ionisation der Gasstrecke, durch· ultraviolettes Licht, durch Röntgenstrahlen,, durch Erwärmung oder durch sonstige die.Gas-
    entladung beeinflussende Größen stattfindet, i
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß nur , eine räumliche Zone der Strahlung moduliert wird.
  8. "S. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungs- frager bzw. die Gasstrecke von strahlungsdurchlässigen Gefäßen in Form von Linsen, Prismen, Kugeln, Röhren oder Korn- \ bination davon umschlossen sind.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch y, da,-durch gekennzeichnet, daß innerhalb des Entladungsgefäßes zwei oder mehrere insbesondere verschieden große und verschiedenartig ausgebildete Elektroden vorgesehen sind. - -
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 1 und 8 unter Verwendung einer gitterförmigen Anregungselektrode für die Gasstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstreben senkrecht zur Hauptpolarisationsebene der zu modulierenden Strahlung angeordnet sind.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Strahler des Senders mit einem Reflektor go versehen und daß die ionisierte Gasstrecke innerhalb des Reflektors oder in der Nähe der Reflektoröfifnung angebracht ist.
  12. 12.'Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Strahler des Senders als Rundstrahler ausgebildet ist und" daß die Gasstrecke so angeordnet ist, daß sie" den Rundstrahler ganz oder teilweise umgibt.
  13. 13. Einrichtung'nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gas-
    ' entladungsröhre den Strahler in Form einer Wendel umgibt.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsgenerator so eingestellt ist, daß er dauernd , 'die maximale Schwingleistung (Telegraphie öder Oberstrichleistung) liefert.
  15. ι S- Abänderung eines Verfahrens nach Anspruch ,1, dadurch "gekennzeichnet, daß n0 neben der erfindungsgemäßen Modulation eine an sjch bekannte Modulation durch Beeinflussung' der Elektrodenspannung vorgenommen wird.
  16. 16; Einrichtung nach Anspruch 1, 8 und lls ι i„.dadurch gekennzeichnet, daß die ionisierte Gas£trecke außerhalb der Sendereflektoröffnung, und zwar in Gefäßen untergebracht ist, die im wesentlichen in einer "Ebene liegen, und daß diese Ebene gegenüber der Hauptrichtung der zu modulierenden Richtstrahlung einen Winkel
    kleiner oder größer als, aber nicht gleich 900 einschließt, so daß die von der Gasstrecke gegebenenfalls reflektierte Energie den Sendereflektor nicht erreichen kann.
  17. 17. Einrichtung nach Anspruch 8 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß gasgefüllte, strahlungsdurchlässige Gefäße mit Glühkathode und/oder Hilfselektrode verwendet werden.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DER91312D 1933-08-31 1934-08-31 Verfahren zur Modulation von Ultrakurzwellen Expired DE678078C (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US687575A US2085406A (en) 1933-08-31 1933-08-31 Electrical device
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US81004A US2159937A (en) 1933-08-31 1936-05-21 Electrical device
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US84262A US2142648A (en) 1933-08-31 1936-06-09 Radio apparatus
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NL (1) NL43272C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0230969A1 (de) * 1986-01-24 1987-08-05 Siemens Aktiengesellschaft Phasengesteuerte Antenne

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2733411A (en) * 1956-01-31 Microwave amplitude modulator-i
US2538062A (en) * 1940-03-22 1951-01-16 Touvet Guy Light communication system
US2432984A (en) * 1940-04-05 1947-12-23 Bell Telephone Labor Inc Electromagnetic wave reflection system
US2461005A (en) * 1940-04-05 1949-02-08 Bell Telephone Labor Inc Ultra high frequency transmission
US2520008A (en) * 1940-04-05 1950-08-22 Bell Telephone Labor Inc Radio marker system
US2885665A (en) * 1941-05-29 1959-05-05 Rca Corp Pulse echo recognition systems
US2464269A (en) * 1942-06-12 1949-03-15 Raytheon Mfg Co Method and means for controlling the polarization of radiant energy
US2524292A (en) * 1944-04-18 1950-10-03 Rca Corp Radio vision system with high-speed scanner for short radio waves
BE474864A (de) * 1944-04-22
US2483768A (en) * 1944-06-15 1949-10-04 Rca Corp Microwave-acoustic wave translator
US2537102A (en) * 1944-07-26 1951-01-09 Stokes Irving Radio system for identifying friendly aircraft and the like
US2441749A (en) * 1944-08-07 1948-05-18 Carl M Brainard Electrically energized visible unit
US2563990A (en) * 1944-09-23 1951-08-14 Bell Telephone Labor Inc Wave guide switching arrangement
US2463297A (en) * 1944-12-21 1949-03-01 Gulf Research Development Co Apparatus for testing insulating materials
US2503412A (en) * 1945-04-12 1950-04-11 Rca Corp Navigational system with beacon for determining angular position and distance
US2599864A (en) * 1945-06-20 1952-06-10 Robertson-Shersby-Ha Rob Bruce Wave front modifying wave guide system
US2444060A (en) * 1945-07-27 1948-06-29 Bell Telephone Labor Inc Wave translating device
US2457601A (en) * 1945-07-27 1948-12-28 Bell Telephone Labor Inc Wave translating apparatus
BE471100A (de) * 1945-07-31
US2524765A (en) * 1945-07-31 1950-10-10 Standard Telephones Cables Ltd Radio beacon
US2703882A (en) * 1946-01-09 1955-03-08 Wilkes Gilbert Radiant energy transmission system
US2656256A (en) * 1946-03-18 1953-10-20 Max L Yeater Method of testing a metallic sample
US2543130A (en) * 1946-07-03 1951-02-27 Bell Telephone Labor Inc Reflecting system
US2538063A (en) * 1946-07-11 1951-01-16 Touvet Guy Search and orientation system
US2592777A (en) * 1946-08-21 1952-04-15 Williams Frederic Calland Pulse-echo identifying system
US2707235A (en) * 1947-04-26 1955-04-26 Bell Telephone Labor Inc Frequency selective systems
US2510020A (en) * 1947-10-28 1950-05-30 Rca Corp Reflector for radar navigation
NL144629B (nl) * 1948-02-06 Shell Int Research Werkwijze voor het bereiden van oplosbare condensatieprodukten en met water verdunbare verfbindmiddelen.
US2959783A (en) * 1948-03-16 1960-11-08 Iams Harley Scanning antennas using dielectric with variable refraction
US2538035A (en) * 1948-04-03 1951-01-16 Int Standard Electric Corp Absorbing screen for directive radiation
US2605428A (en) * 1948-04-22 1952-07-29 Henry P Kalmus Device for the amplification of minute space currents
US2539594A (en) * 1948-07-17 1951-01-30 Robert H Rines System and method of communication
US2576146A (en) * 1948-08-17 1951-11-27 Ruze John Rapid scanning system
US3404401A (en) * 1948-10-01 1968-10-01 Int Standard Electric Corp Directive beam rotating means
US2641702A (en) * 1948-10-22 1953-06-09 Int Standard Electric Corp Control of wave length in wave guide and coaxial lines
US2688744A (en) * 1948-11-12 1954-09-07 Philco Corp Means for controlling antenna characteristics in object locating systems of the reflection type
US2716746A (en) * 1950-10-31 1955-08-30 Rca Corp Focusing of radar beams for a tracking radar
NL85466C (de) * 1951-04-06
DE969289C (de) * 1951-06-27 1958-05-14 Interessengemeinschaft Fuer Ru Anordnung zur UEbertragung von Signalen
FR1094934A (fr) * 1953-11-19 1955-05-25 Antenne pour micro-ondes à balayage de lobe
US3262118A (en) * 1959-04-28 1966-07-19 Melpar Inc Scanning antenna with gaseous plasma phase shifter
US3067420A (en) * 1959-04-28 1962-12-04 Melpar Inc Gaseous plasma lens
US3176227A (en) * 1959-09-23 1965-03-30 Bendix Corp Control of ions in ionic media for communication and other purposes
US3081432A (en) * 1960-04-27 1963-03-12 William W Balwanz Electromagnetic energy measurement apparatus and method
US3375519A (en) * 1960-05-19 1968-03-26 Litton Ind Of Maryland Inc Scanning reflector
US3251997A (en) * 1961-02-10 1966-05-17 Varian Associates Optical communication system
US3155924A (en) * 1961-04-20 1964-11-03 Thompson Ramo Wooldridge Inc Plasma guide microwave selective coupler
US3287729A (en) * 1961-12-14 1966-11-22 Marconi Co Ltd Polarisers for very high frequency electro-magnetic waves
DE1286593B (de) * 1962-08-09 1969-01-09 Philips Patentverwaltung Anordnung zur Steuerung der Reflexion von Radarwellen unter Verwendung von als Platte angeordnetem dielektrischem und ferromagnetischem Material
US3245008A (en) * 1963-02-27 1966-04-05 Gen Electric Gas tube reflective surface ionizable by high energy electromagnetic waves
US3372394A (en) * 1963-07-29 1968-03-05 Trw Inc Electronically steerable antenna system utilizing controllable dipolar resonant plasma column
US4347512A (en) * 1968-04-18 1982-08-31 Allied Corporation Communications systems utilizing a retrodirective antenna having controllable reflectivity characteristics
US3930715A (en) * 1973-05-24 1976-01-06 Brumlik George C Optical plasma devices
US3955199A (en) * 1974-08-21 1976-05-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of and apparatus for ground testing doppler navigation sets-a doppler radar simulator
US4399403A (en) * 1981-09-22 1983-08-16 Strandberg Engineering Laboratories, Inc. Microwave moisture measuring, indicating and control apparatus
US4839567A (en) * 1986-12-23 1989-06-13 Milton R M Illuminated aerial marker
GB2202415A (en) * 1987-03-17 1988-09-21 Ferranti Plc Object identification system
GB8927905D0 (en) * 1989-12-09 1990-02-14 Lucas Ind Plc Detection device
SE510565C2 (sv) * 1992-11-10 1999-06-07 Stig Anders Petersson Vågledarlins
DE4336841C1 (de) * 1993-10-28 1995-05-04 Deutsche Aerospace Abdeckung für Radarantennen
US20080000232A1 (en) * 2002-11-26 2008-01-03 Rogers James E System for adjusting energy generated by a space-based power system
US10770785B2 (en) * 2017-04-05 2020-09-08 Smartsky Networks LLC Plasma radome with flexible density control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0230969A1 (de) * 1986-01-24 1987-08-05 Siemens Aktiengesellschaft Phasengesteuerte Antenne

Also Published As

Publication number Publication date
US2173234A (en) 1939-09-19
NL43272C (de)
GB425571A (en) 1935-03-18
FR35989E (fr) 1930-04-05
US2159937A (en) 1939-05-23
DE690438C (de) 1940-04-25
US2085406A (en) 1937-06-29
GB443426A (en) 1936-02-25
US2142648A (en) 1939-01-03
US2106149A (en) 1938-01-18
BE354930A (de)
FR777801A (fr) 1935-03-01

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