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Anordnung zum Empfang oder Nachweis ultrakurzer Wellen Die Erfindung
betrifft eine Anordnung zum Empfang oder zum Nachweis ultrakurzer Wellen unter Verwendung
einer Gasentladungsstrecke, die bis in das Gebiet der Millimeterwellen brauchbar
ist.
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Es ist bekannt, ultrakurze Wellen zwecks Demodulation einer Gasentladungsstrecke
zuzuleiten, in der eine Glimmentladung unterhalten wird. Es wird hierbei der Effekt
ausgenutzt, daß sich die Leitfähigkeit der Glimmentladung bei Bestrahlung mit ultrakurzen
Wellen ändert, und daß hierdurch im Stromkreis der Entlastungsröhre die demodulierten
Ströme auftreten. Außerdem ist es bekannt, einer Diode mit geheizter Kathode und
mit Gasfüllung Hochfrequenzspannungen zuzuführen, die mittels ,einer Antenne aus
dem Strahlungsfeld des Senders entnommen werden. Hierbei liegt ebenfalls im Stromkreis
der Diode das Telephon, so daß von der bei verschiedenen Hochfrequenzspannungen
verschiedenen Leitfähigkeit des ionisierten.Gases Gebrauch gemacht wird. Demgegenüber
wird bei der Erfindung die durch ein Hochfrequenzfeld verursachte Änderung der Dielektrhitätskonstante
eines ionisierten Gases ausgenutzt, und zwar derart, daß die Gasentladungsstrecke
zwischen den Belegungen eines Schwingkreiskondensators liegt, dessen zugehöriger
Schwingungskreis auf eine von der Empfangsfrequenz verschiedene Frequenz abgestimmt
ist, daß dieser Schwingungskreis von einem Hilfsoszillator erregt wird und daß die
Amplitude des in dem Schwingungskreis fließenden Stromes als Maß für die Stärke
der zu empfangenden Strahlung dient.
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Zur Ausführung dieses Gedankens eignen sich verschiedene Anordnungen.
So kann die zii demodulierende Strahlung wie bei der bekannten Anordnung direkt
der Gasentladungsstrecke zugeleitet werden, wobei sich die Entladungsröhre z. B.
im Brennpunkt eines Parabolreflektors befindet. Die demodulierten Ströme werden
jedoch nicht aus dem Stromkreis der Entladungsstrecke entnommen. Die Gasentladungsstrecke
kann vielmehr gleichzeitig als Dielektrikum in einem Kondensator dienen, der einem
Langwellenschwingungskreis angehört. Dieser Schwingungskreis wird von einer beliebigen
Hochfrequenzquelle angefacht und zeigt eine gewisse Resonanzspannung. Ändert sich
nun die Dielektrizitätskonstante der Gasentladung, so ändert sich auch die Resonanzspannung,
was in einem angekoppelten Empfänger wahrnehmhar
gemacht -,werden
kann. Bei dieser Anordnung kommt es sehr wesentlich auf den Gasdruck in der Entladungsröhre
an, der im Hinblick auf maximale Absorptions= und Dispersionseigenschaften des ionisier':@@@.
Gases gewählt werden muß. Die Einpflntl; lichkeit der Anordnung- ist jedoch noch
außeramt ordentlich gering.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Abb. i dargestellt
ist, läßt eine wesentlich höhere Empfindlichkeit erreichen. Hierbei dient die Gasentladungs,-strecke
nicht gleichzeitig zur Absorption und zur Demodulation der ultrakurzen Wellen, sondern
die zu empfangende Strahlung wird von der Antenne A aufgenommen und einem aus der
Induktivität L und der Kapazität C bestehenden ultrakurzwelligen Schwingungskreis
zugeführt. Eine Gasentladungsröhre Q, deren Elektroden E an der Spannung
Ei, lieliegen, dient als Dielektrikum des Kondensators C. Dieser Kondensator
ist außerdem ein Teil eines Langwellenschwingungskreises, dessen Induktivität mit
L' bezeichnet ist. Der Langwellenkreis wird von einem Sender S mit gleichbleibender
Wellenlänge und konstanter Energie erregt. Mit dem Langwelienkreis ist außerdem
ein Langwellenempfänger P gekoppelt, durch den die Resonanzspannung an dem Kreis
L' C wahrnehmbar gemacht wird. Die Einstellung des Kreises L' C erfolgt nach
der Methode der halben Resonanzkurve, d. h. so, daß die Sendenvelle X" des Senders
S von der Eigenwelle X, des" Kreises L'C gerade so weit abweicht, daß in diesem
Kreis der halbe Resonanzstrom fließt. Ändert sich nun die Kapazität des Kondensators
C dadurch, daß an ihm eine Änderung der von der Antenne A im- Schwingungskreis L
C erregten Resonanzspannung auftritt und hierdurch die Dielektrizitätskonstante
t des ionisierten Gases geändert wird, so verstimmt sich der Kreis L' C
gegenüber
der Senderwelle J.o, so daß der in ihm fließende Strom je nach der Verstimmung steigt
oder fällt. Dieser Strom wird dann im Empfänger P in bekannter Weise demnduliert
und dem Indikator zugeführt. Statt der Verwendung eines Langwellenempfäugers P kann
auch die Rückwirkung der Verstimmung des Kreises L' C auf den Sender S zur Wahrnehmbarmachung
der Dielektrizitätskonstantenänderüng susgenutztwerden. Durch. verlustfreien. Aufbau
des ganzen Systems und durch Wahl einer möglichst hohen Hilfsfrequenz des Senders
S, beispielshalber im. Gebiet von ios Hz, kann man erzielen, daß die Übertragung
der Ultrakurzwellenmodulation auf die kleinere Hilfsfrequenz mit größter Empfindlichkeit
vor sich geht. Die in Abb. i dargestellte Anordnung eignet sich naturgemäß nur für
verhältnismäßig lange ultrakurze Wellen, da sonst die @'°ntenne A sowie der
Kreis L C technisch ryeht mehr hergestellt werden können. Uni kürzere .Wellen
durch den kapazitiven erstimmungseffekt nachweisen zu können, kann man, wie schon.
ob,-n erwähnt, die direkte Absorption der ultrakurzwelligen Strahlung in der Gasentladun
gsstrecke ausnutzen. Hierbei läßt sich die Empfindlichkeit durch eine Anordnung
steigern, wie sie in Abb.2 dargestellt ist. Innerhalb der Gasentladungsstrecke mit
den Elektroden E befindet sich eine größere Anzahl kleiner, voneinander isolierter
Dipole D, D', D", und zwar vorzugsweise so, daß ihre Achsen in Richtung des
durch die Spannung EL unterhaltenen Glimmstromes liegen. Zur Halterung werden die
kleinen Dipole, die sich als Metallspäne auch für Wellen von Bruchteilen eines Millimeters
herstellen lassen, am einfachsten auf eine Glas- oder Glimmerschicht aufgeklebt.
Die Wand des Gasentladu:ngsraumes bzw. die Elektroden können so ausgebildet werden,
daß die Strahlungsenergie gleichzeitig auf die Dipole konzentriert wird, z. B. als
Hohlspiegel oder Vorsatzkalotten. Geraten die kleinen Resonatoren in Seh«zngnng,
so beeinflussen die an ihren Enden auftretenden Resonanzspannungen die Dielektrizitätskonstante
des umgehenden ionisierten Gases, so daß sich die Kapazität der Gasentladung proportional
der einfallenden Strahlungsenergie ändert. Man erkennt, daß sich nach dieser Methode
auch Wellen von weniger als i 1-nm Länge nachweisen lassen und sogar demodulieren.
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Sämtliche beschriebenen Anordnungen haben den Vorteil, daß ihre Empfindlichkeit
durch geeignete Ausbildung des Schwingungskrises, dessen Verstimmung wahrnehmbar
gemacht wird, außerordentlich groß gemacht tverden kann, ohne daß dabei die Nachteile
auftreten, die durch die Verwendung von Bremsfeld- oder Magnetronröhren zur Demodulation
verursacht werden.