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Anordnung zur Modulation hochfrequenter Schwingungen, insbesondere
ultrakurzer Wellen Zur Modulation hochfrequenter Schwingungen, insbesondere Ultrakurzwellen,
müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, da die Neigung derartiger Schwingungserzeuger
zu Änderungen der Frequenz bei der Modulation sehr groß ist. Für ultrakurze Wellen
kommt im -besonderen Maße die Schwingungserzeugung mittels Habann-Röhren in Frage.
Die Frequenz dieser Schwingungserzeuger mittels Habann-Röhren ändert sich sowohl
bei Änderungen des Magnetfeldes als auch bei Änderungen der Anodenspannung. Wird
im magnetischen Feld moduliert, so ist außerdem der Leistungsaufwand sehr groß.
Man kann zwar daran denken, - die ungewollte Frequenzmodulation durch gleichzeitige
Modulierung im magnetischen Feld und mit der Anodenspannung zu vermeiden, jedoch
bleibt immer noch der Nachteil des sehr großen Leistungsaufwandes. Ähnlich liegen
die Verhältnisse bei Schwingungsgeneratoren anderer Art, wie z. B. solchen, die
in Bremsfeldschaltung arbeiten. Es ist dort bekannt, Frequenzänderungen dadurch
zu vermeiden, daß in einem Kreis, in dem sich stehende Schwingungen ausbilden (verteilte
Induktivität und Kapazität-Lechersystem), eine veränderliche Ableitung angebracht
wird, die im Rhythmus der Modulationsfrequenz geändert wird. Die Erfindung schließt
an letzteren Vorschlag an, läßt sich jedoch bei Schwingungsgeneratoren aller Art
in gleich guter Weise anwenden.
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Erfindungsgemäß wird als veränderliche Ableitung eine Röhre mit geteilten
Anoden (Habann-Röhre) und gemeinsamem symmetrisch an diesen liegendem Schwingungskreis
verwendet, wobei der Entladungsraum unter der Einwirkung eines Magnetfeldes steht
(Abb. i). Die Modulation erfolgt entweder .durch Änderung der an den Anoden liegenden
Spannung oder mit Hilfe eines besonders in das Rohr eingebauten Gitters.
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Die vom Glühdraht emittierten Elektronen fliegen bei diesen Röhren
unter der Einwirkung des magnetischen Feldes in geschlossenen Bahnen (Kreisen) zur
Kathode zurück. Die Verhältnisse sind vorzugsweise so ,gewählt, daß die Kreiselfrequenz,
d. h. die Anzahl der Umläufe eines Elektrons, mittels des magnetischen Feldes in
Resonanz oder in Resonanznähe mit der zu modulierenden Frequenz gebracht wird, die
Anodenspannung so niedrig und die Abmessungen des Anodenzylinders so groß gewählt
werden, daß in Ruhe kein oder nur sehr geringer Anodenstrom fließt.
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Zum Stand der Technik gehören bereits Modulationsanordnungen, deren
Wirkungsweise auf dem Prinzip der Ableitung beruhen, bei denen als veränderbarer
Ableitwiderstand ebenfalls Röhren verwendet werden, deren Entladungsraum unter der
Ein-
Wirkung eines Magnetfeldes steht; jedoch wird bei diesen im
Gegensatz zu den erfindungsgemäßen Anordnungen die Energieableitung durch die Steuergitterkathodenstrecke
bewirkt. Derartige Schaltanordnungen haben den Nachteil, daß eine verhältnismäßig
große kapazitiv e Belastung der die Hochfrequenzenergie aufnehmenden Leitung an
der Stelle, wo die Absorptionsstrecke angeschaltet wird, entsteht. Ferner kann die
Modulationsschaltung nicht mit einer Röhre an einem erdsymmetrischen Kreis vorgenommen
werden, da die Unsymmetrie der Röhre dieses nicht zuläßt. Demgegenüber bedeutet
die Verwendung von Röhren mit geteilten Anoden den großen Vorteil, daß die Kapazität
zwischen den Anschlußpunkten, nämlich den beiden Anoden, sehr gering sein kann,
ferner daß die beiden Anodenteile ohne weiteres an ein erdsymmetrisches Schwingungssystem
angeschlossen werden können. Der weitere Vorzug der Modulationsschaltung nach vorliegender
Erfindung ist, wie oben erwähnt, in der Möglichkeit zu erblicken, die Betriebsverhältnisse
der Röhre so zu wählen, daß in Ruhe kein oder ein nur sehr geringer Anodenstrom
fließt.
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Der Erfindungsgedanke ist nachstehend an Hand beispielsweiser Abbildungen
näher erläutert. Die Abb. a zeigt das Schaltbild eines Senders, der mit Rückkopplung
über die inneren Röhrenkapazitäten arbeitet. Die Schwingröhre des Senders ist mit
R bezeichnet. Zwischen Gitter und Anode liegt ein Schwingungskreis, der einerseits
aus der Induktivität L1 und andererseits der Kapazität Cl gebildet ist. Das Gitter
ist durch einen Kondensator C. gegen Gleichspannung blockiert. Durch die Drossel
D,.1 und den Widerstand W1 wird eine entsprechende Gitterableitung geschaffen. -
Mit L1 ist der Dipol Di über die Induktivität L. gekoppelt. Die bisher beschriebene
Schaltung ist eine bekannte zur Erzeugung sehr kurzer Schwingungen. An dem Kondensator
C1 ist eine Modulationseinrichtung angeschlossen. Diese besteht in erster Linie
aus einem Habann-Rohr H. Im dargestellten Beispiel besitzt dasselbe eine zweiteilige
Zylinderanode. Der Heizfaden ist mit K bezeichnet, das. Magnetfeld mit 11I. Das
Magnetfeld verläuft selbstverständlich in Richtung der Zylinderachse. Das Magnetfeld
wird durch eine Spannungsquelle B", gespeist. An die Anodenzylinder ist ein symmetrischer
Kreis angeschlossen, der aus den beiden Lecherleitungen S1 und S2 besteht. In einem
Spannungsknoten dieser Lecherleitung liebt der Kondensator G1. Den Anoden wird außerdem
die Anodengleichspannung aus der Batterie B, zugeführt. Die Zuführung erfolgt mit
Hilfe einer Drossel D,... Dem Anodenkreis wird außerdem über den Transformator T
die Modulationsfrequenz (Sprache, Telegraphiesignale, Bildfrequenz o. dgl.) zugeführt.
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Denselben Sender, wie er in Abb. 2 dargestellt wurde, zeigt auch Abb.
3. In Ab'b. 3 ist eine andere beispielsweise Ankopplungsmöglichkeit der beschriebenen
Modulationsstufe an den Sender veranschaulicht. Abb. q. zeigt eine ebenfalls beispielsweise
Möglichkeit der Ankopplung der erfindungsgemäßen Modulationsanordnung an einen Habann-Röhrensender.
Die Schaltung des Senders zur Erzeugung von ultrakurzen Wellen ist bekannt. Das
Modulationsrohr kann direkt im Lechersystem sitzen, so wie es aus Abb.:I hervorgeht.
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Abb. a bis q. veranschaulichen einige Ankopplungsmöglichkeiten der
Modulationsanordnung an den Sender. Die Funktion der Modulationsstufe ist bei den
drei Schaltungen dieselbe. Die Wirkungsweise der Modulationsanordnung ist dann besonders
groß, wenn sich die Kreiselfrequenz der Elektronen in Resonanz oder in Resonanznähe
mit der Senderwelle befindet und die Anodenspannung so niedrig gewählt wird, daß
kein oder nur sehr geringer Anodenstrom fließt. Die entstehende statische Modulationskennlinie
ist in Abb.5 dargestellt. Der Arbeitspunkt wird durch entsprechende Anodenvorspannung
Ba eingestellt. Mit I" ist der Hochfrequenzstrom, mit U" die Anodenspannung bezeichnet.
Wenn die Anodenspannung sowie das magnetische Feld bei der Modulationsstufe in der
oben beschriebenen Weise gewählt werden, so wird ein sehr hoher Modulationsgrad
erzielt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung ist vor allen Dingen darin
zu sehen, daß bei nur sehr geringem Leistungsaufwand eine genügende Modulation der
hochfrequenten Schwingungen erreicht wird, ohne daß eine schädliche Frequenzmodulation
auftritt.
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An Stelle der in den Abbildungen dargestellten Habann-Röhre kann auch
eine solche Verwendung finden mit Gitter. Die Modulation erfolgt dann durch Änderung
der Gitterspannung. Es ist auch möglich, gleichzeitig Gitterspannung und Anodenspannung
zu modulieren, um evtl. noch geringe, durch irgendwelche besonderen Umstände der
Schaltung bedingte Frequenzänderungen auszugleichen;