DE734357C - Sendeeinrichtung zur Festlegung einer Leitrichtung - Google Patents

Description

Es sind Sendeeinrichtungen 'bekannt, die mit Hilfe eines an einen Hochfrequenzgenerator angeschlossenen Antennensysternis zwei ständig vorhandene unterscheidbare Richt-Strahlungen mit sich überschneidenden Horizontalcharakteristiken erzeugen. Beispielsweise besteht das Antennensystem aus einem Rahmen in Verbindung mit einer ungeriohteten Antenne. Der Rahmen wird derart gespeist, daß er nur die auf Grund der Modulation des Generators mit zwei unterschiedlichen Frequenzen P₁, P₂ entstehenden Seitenbandfrequenzen ausstrahlt; die ungeriehtete Antenne dagegen strahlt sämtliche Frequenzen aus. Es ergeben sich dann spiegelbildlich zur Leitrichtung zwei kardioideähnliche Diagramme, deren einem die Modulatioiisfrequenz Pi, deren anderem die Frequenz P₂ zugeordnet ist. Der bekannten Sendeeinrichtung haftet jedoch der Nachteil an, daß die Speisepunkte der igerichteten und unigerichteten Antenne gegenseitig nicht entkoppelt sind, so daß itn allgemeinen keine eindeutigen Richtcharakteristiken zustande kommen.

Die Erfindung bezweckt gleichfalls die Erzeugrang von Richtstrahlungen nach dem Doppeknodulationsprinzip, um eine Leitrichtung bzw. deren zwei vom Sender aus entgegengesetzt verlaufende festzulegen. Ernndungsgemäß ist die Speisung des Antennensystems in der Weise vorgenommen, daß das Riehtsystam und das unigerichtete miteinander nur noch strahluingsgekoppelt sind. Erreicht wird dies, indem die getrennt modulierten Röhren der Senderendstufe anodenseitig im Gegentakt geschaltet 'Sind und die Speisung des Richtstrahlsystems von der gemeinsamen Anodenleitung aus erfolgt, während der ungerichtete

Strahler im Gegentakt gespeist wird. Die hierfür geeigneten Senderschaltungen sind an sich bekannt. Sie dienen in den gebräuchlichen· Anordnungen zur Unterdrückung der Trägerfrequenz einermodulierten Schwingung. Diese Maßnahme ist auch für den im vorliegenden Falle beabsichtigten Zweck erforderlich. Neu ist es jedoch, jene gebräuchlichen Schaltungen zur Trägerunterdrückung" für den ίο hier beabsichtigten Zweck anzuwenden und auszunutzen.

In den Abbildungen ist die Erfindung näher dargestellt. Es sei beispielsweise von einer Antennenanordnung ausgegangen, die aus einem gespeisten Mittelstrahler und zwei gegenphasig gespeisten Außenstrahlern besteht. In Abb. ι Sind die Horizontaldiagramme eines derartigen Antennensystems dargestellt. Der Mittelstrahler, dem in Leitstrahlrichtung strahlungsgekoppelte Leiter zugeordnet sein können, erzeugt für sich allein das leitstrahlsymmetrische Diagramm σ für die doppelt modulierte Trägerfrequenz. Die gegenphasig gespeisten Außenstrahler, deren Verbindungslinie senkrecht zur Leitstrahlrichtung verläuft, erzeugen für sich allein das gleichfalls symmetrische Diagramm b. Weicht die Phase des Mittelstrahlers von den Phasen der gegenphasig gespeisten Außenantennen um 90⁰ ab, so daß also beispiels\veise der der einen Seitenbandfrequenz entsprechende Strom des Mittelstrahlers in der Phase gegenüber dem der rechten Außenantenne um 90⁰ voreilt und gegenüber dem der linken Außenantenne tun 90⁰ nacheilt, so entsteht ein resultierendes Diagramm, das mit c bezeichnet ist; für die andere Seitenbandfrequenz wird gleichzeitig das Diagramm d erzeugt, wie dies an sich bekannt ist. Die Diagramme c und d entsprechen also den eingangs erwähnten Kennfrequenzen F₁ und Fo.

In der Abb. 2 ist die gesamte Sendeeinrich- - tung schematisch dargestellt. Das Antennensystem besteht aus einem Einzelstrahler 1, der über die Leitung 2 gespeist wird, und zwei gegenphasig erregten Außenantennen 3 und 4, die über die Leitung 5 gespeist werden. Es können noch straihlungsgekoppelte Leiter 1' und 1" vorgesehen werden, um dem Diagramm des Mittelstrahlers 1 eine gewisse Richtwirkung in Leitrichtung zu gaben. Der erwähnte Unterschied in den Stromphasen (i9°° von 3,4 bezüglich 1) wird dadurch erreicht, daß die Speiseleitung 2 mit der elektrisehen Länge X für den Mittelstrahler 1 um 90⁰ fViertelwellenlänige) kurzer ist als die i Summe der elektrischen Längen U und F der Speiseleitungen 7 und 5 für den Außenstrahler 4 bzw. um 90⁰ elektrisch langer ist als die Summe W und Y der Leitungen 6 und 5 für den Strahler 3.

Die Trägerschwingung wird den beiden Röhren 14, 15 der Endstufe des Senders, welche mit den. beiden Kennfrequenzen F₁, F₂ getrennt moduliert werden, im Gegentakt zugeführt und in gleicherweise über den Transformator 19 verstärkt zum Strahler 1 geleitet, der also die Hochfrequenz und beide Modula tionsfrequenzen ausstrahlt. Das gegenphasig gespeiste System 3, 4 darf dagegen den 7" Träger nicht ausstrahlen. Da diese Frequenz in dem Diagonalzweig zwischen den Röhrenkathoden und der elektrischen Mitte von i<) der Röhrenbrückenschaltung bei genauem Abgleich nicht auftritt, wird das Richtsystem erfindungsgemäß mit diesem Diagonal ζ we ig gekoppelt. Dazu dient der Transformator 21. Das Übersetzungsverhältnis der Transformatoren 19, 21 ist optimal zu wählen, so dal;! die Antennen einschließlich der Speiseleitung gen 2 und 5 an den Generator angepaßt sind.

Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speisungsart des Antennensystems ist in Abb. 3 dargestellt. Hier bedeuten ι wieder den Mittelstrahler, 3 und 4 die gegenphasig gespeisten Antennen. 14 und 15 deuten die in Abb. 2 mit gleichen Zahlen bezeichneten Ausgangsröhren an. Die beiden Generatoren 14 und 15 speisen über Zuführungsleitungen 28, 29 zwei Stellen P und L go eines Netzwerkes mit entgegengesetzter Phase (wie in Abb. 2). Von diesen Speisestellen aus gehen zwei Leitungen 22, 23 ab, die je eine ungerade Zahl von Viertelwellenlängeii lang sind und sich um ein ungerades Vieifaches einer halben Wellenlänge unterscheiden. Sie sind im Punkt M miteinander verbunden, von dem gleichzeitig die Speiseleitung 2 zum einfachen Strahler 1 abzweigt. Dieses Leitungssystem ist elektrisch analog dem Transformator 19 in Abb. 2. Von den Speisepunkten P₁ L gehen ferner zwei Leitungen 26, 27 ab, die ebenfalls je eine ungerade Zahl von Viertelwellenlängen lang sind, im Punkt R verbunden sind und zur Speisung des zweiten Antennen systems 3, 4 dienen. Dieses Leitungssystem entspricht dem Transformator 21 in Abb. 2. Die Wirkungsweise ist folgende: Die in bezug auf die beiden Punkte P und L gegenphasigen Ströme treten no' am Abzweig M wegen der gewählten Dimensionierung der Leitungsteile 23, 22 gleichphasig auf. Der Strahler 1 wird mithin wieder mit der Summe der Ströme aus 14 und 15 gespeist. Der Abzweig R dagegen ist ein Brückennullpunkt. Für ihn bleibt daher die Gegenphasigkeit der Speiseströme erhalten, so daß dieTrägerschwingung ohne Modulation nicht in die Leitung 5 gelangt. Das Brückengleichgewicht wird gestört, sobald die Hochfrequenzamplitude im Generator 14 oder 15 durch den Modulationsvorgang verändert

wird. Die Seiteabandfrequenzten gelangen demnach über das System 3, 4 zur Ausstrahlung.

Sofern man den Leitungsteilen 6 und 7 geometrisch dieselbe Länge gibt, ,muß durch die Phasenglieder 10 und 11 dafür gesorgt werden, daß die Strahler 3,4 unter sich gegenphasig schwingen. Mit 9 und 12 sind Anpassungsglieder bezeichnet. Die elektrische Länge U weicht -wieder um i8o° von der elektrischen Länge W ab, genau so wie im Falle der Abb. 2. Für die Bemessung der elektrischen Längen X und Y gilt analog dem früheren Falle die Bedingung, daß ihr Unterschied eine Viertelwellenlänge beträgt, wenn U und W selbst in «ihrer Länge einer ungeraden Zahl von Viertehvellenlängen entsprechen. Das beschriebene Netzwerk wird zweckmäßig, wie dargestellt, aus konzentrischen Rohrleitungen 'gebildet.

Abb. 4 zeigt an sich dasselbe Netzwerk wie Abb. 3, jedoch onsit dein Unterschied, daß die Verzweigungsstellen P -und L der Abb. 3 in je zwei, nämlich P, Q und L, T, aufgelöst sind. Ferner sind die Blindleitongen vS¹ und N vorgesehen, und zwar aus Gründen der Anpassung. Es läßt eich also durch diese Ausbildung in an sich bekannter Weise eine Wellenwiderstandstransformierung vornehmen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die Leitungen^ und 5 miteinander verkoppelt sind. Die Stelle, an der die von M und R ausgehenden Leitungen 2' und 5' zusammentreffen, ist außerhalb der Leitung 5' ' 35 eine Blindleitung 52 von ¹Z₄ λ elektrischer Länge vorgesehen, um Kurzschluß der Leitung 2 zu vermeiden. Die Leitung 2' ist mit der Leitung 2 unmittelbar verbunden, am besten durch ©inen kegelförmigen Übergangsteil.

Die Speisung des Mitteldipols 1 und der gegenphasiig schwingenden Außenstrahler 3 und 4 erfolgt, wie an anderer Stelle schon vorgeschlagen wurde, über eine Dreifachkoaxialleitung, und zwar derart, daß der Außenleiter für die zu den Außenstrahlern 3 und 4 führenden Rohrleitungen gleichzeitig Innenleiter der Speiseleitung des Mittelstrahlers 1 fet. Der Mitteldipol äst zu diesem Zweck als Zylinder .mit (größerem Durchmesser ausgeführt, in dem die Speiseleitung für die Außenstrahler geführt ist, und diese verläßt den Mittelstrahler in der Mitte.

Wenngleich die voirbeschriebene Strahleranordnung Horizontaldiagramme erzeugt, die nicht nur zum Leitstrahl selbst, sondern auch zu der Senkrechten daz*u symmetrisch verlaufen, so kann die Strahlenanordnung auch so ausgebildet werden, daß die Strahlung einseitig gerichtet ist. Der Leitstrahl verläuft dann nur in einer Richtung vom Sender aus.

Die Erfindung sieht ferner die Verwendung der oben beschriebenen Einrichtungen für Empfamgszwecke vor. An Stelle der Generatoren in Abb. 2 bis 4 treten dann Empfangsgeräte bzw. Empfangsi-erstaVker.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ι. Sendeeinrichtung zur Festlegung einer Leitriehtung· mit Hilfe eines an einen gemeinsamen Hochfrequenzgenerator angeschlossenen Antennensystems, das zwei ständig vorhandene unterscheidbare Richtstrahlungen mit sich überschneidenden Horizontalcharakteristiken erzeugt, indem über zwei gleichwertige, mit unterschiedlichen Kennfrequenzen getrennt modulierte Endstufen des Generators einem einfachen Strahler die Summe und einem Richtstrahler, bestehend z. B. aus zwei gegenphasig gespeisten Eiinfachstrahlern, die Differenz der Hochfrequenzströme zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorendstufen zwei nebeneinanderliegende Zweige einer Brücke mit gleich großen Strömen speisen, mittels der die Summen- und Differenzbildung der Hochfrequenzströme vorgenommen wird.
2. 2. Sendeeinrichtung nach Anspruch 1, 9" dadurch !gekennzeichnet, daß die beiden anderen Zweige der Brücke durch zwei Hälften der Primärwicklung eines Transformators (19) gebildet sind, dessen Sekundärwicklung den einfachen Strahler (1) speist, und daß in dem von der elektrischen Mitte der Primärwicklung aus- " gehenden Diagonalzweig ein weiterer Transformator (21) eingeschaltet ist, an dessen Sekundärwicklung das Richtstrahlersystem (3, 4) angeschlossen ist.
3. 3. Sendeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke aus einem Leitungssystem besteht (Abb. 3), dessen Gesamtlänge mindestens sechs Viertelwellenlängen beträgt, die sich auf die einzelnen Zweige in der Weise verteilen, daß die zwischen den Generatorspeisepunkten (P, L) liegenden Verzweigungen durch den Abzweig für den Differ.enzstrom (R) in zwei Hälften von je η · λ/4 (η = ι, 3, 5...) und durch den Abzweig für den Summesastrom (M) in zwei Abschnitte von η · 2/4 bzw. η · (Xj4 + λ\2) geteilt werden. .
4. 4. Sendeeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine unterschiedliche Länge der Speiseleitungen für den einfachen Strahler und für das Richtstrahlsystem, derart, daß die elektrischen ¹^o Feldvektoren zueinander genau gleich- bzw. gegenphasig sind.
5. 5. Sendeeinrichtung nach Anspruch ι bis 3 und insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenphasige Erregung der Strahler 3, 4 durch um n'XJ2 unterschiedliche Leitungsabschnitte (U, W), vom Ende der Speiseleitung (F) aus betrachtet, erzielt wird, und daß zwischen den Gesamtlängen der für die einzelnen Strahler in Betracht kommenden Speiseleitungen die Beziehung besteht: Y + W + λί4 = X = Y + ϋ — λΐ4-
6. 6. Sendeeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung des Einzelstrahlers über eine in seiner axialen Richtung zugeführte koaxial e Energieleitung erfolgt, deren Innenleiter gleichzeitig Außenleiter einer zweiten konzentrischen koaxialen Energieleitung für die gegenphasig gespeisten Strahler ist.
7. 7. Abänderung der Einrichtung nach Anspruch I bis 6 in der Weise, daß sie Empfangszwecken dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen