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Verfahren zur selbsttätigen Abstimmung einer Senderantenne Es ist
bekannt, zur selbsttätigen Abstimmung einer Senderantenne auf die Frequenz des Senders
die Erscheinung auszunutzen, daß bei Resonanz der Antenne die Phasenverschiebung
zwischen Strom und Spannung gleich Null ist (PhasensprungVerfahren). Hierbei ist
angenommen, daß gemäß Abb. r der Nulldurchgang der Phasenkurve mit dem .#%l#aximum
der Amplitudenkurve zusammenfällt. Der Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde,
daß diese Punkte bei einer Senderantenne nicht zusammenfallen, da die Antenne den
Ausgangskreis des Senders etwas verstimmt.
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Dies ist aus der Schaltung nach Abb. 2 ersichtlich. Mit S ist der
Endverstärkerkreis eines Senders bezeichnet, der mittels der Induktivität L abgestimmt
wird. Ein Teil C1 der Kreiskapazität ist über das abgeschirmte Kabel K und
den Antennentransformator T
an die Antenne A angeschlossen, die mittels der
Induktivität La abstimmbar ist. Die erwähnte Verstimmung liegt daran, daß bei Ohmschein
Zustand der Antenne der Kondensator C1 durch einen Nebenschluß überbrückt ist und
der Senderau sgangskreis derart verstimmt wird, daß dieser und damit auch die Antenne
nicht den maximal möglichen Strom führen kann. Vielmehr entspricht die Stelle größten
Antennenstromes einem induktiven Zustand der Antenne.
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Es können also die in Abb. 3 dargestellten Verhältnisse vorliegen.
Dort befindet sich das Maximum des Antennenstromes und damit auch der ausgestrahlten
Leistung links neben dein Nulldurchgang der Phasenkurve.
Es ist
bekannt, eine selbsttätige Abstimniung der Antenne mittels eines Motors vorzunehmen,
der vom Strom des Senderausgangskreises über einen Zwischenkreis und vom Antennenstrom
betrieben wird. Der Motor steht still, wenn die beiden Ströme f;leichpliasig sind,
nämlich bei einer Abstimmung der Antenne auf die Frequenz des Ausgangskreises. Wie
oben erklärt ist, erhält man jedoch die größte Leistungsabgabe bei einer Verstimmung
der Antenne.
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Es ist ferner bekannt, zunächst die Senderantenne abzustimmen und
eine Einrichtung vorzusehen, die den Sender selbsttätig auf das Maximum des Antennenstromes
abstimmt. Hierbei kann man jedoch die verlangte Senderfrequenz schlecht einstellen,
weil die selbsttätige Abstimmung des Senders die Eigenfrequenz der Antenne rückwirkend
beeinflußt. Bei der Erfindung liegt eine andere Aufgabe vor und ferner ist die Lösung
eine andere.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Steuerung der selbsttätigen Antennenabstimmung
nur auf Grund der Änderung des Antennenstromes oder der Antennenspannung beim Durchlaufen
der Resonanzkurve der Antenne infolge einer Abstimmungsänderung in der Weise erfolgt,
daß beim Erreichen des Maxiniums des =@ntenneiistromes bzw. der Antennenspannung
der Abstinimvorgang unterbrochen wird.
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Die erwähnte Abstimmungsänderung kann z. B. in bei Einpfänbern bekannter
Weise durch eine periodische Abstimmungsänderung erfolgen. Die -Nachstimmeinrichtung
wird hierbei selbsttätig abgeschaltet, sobald das Maximum des Stromes in die Mitte
zwischen die beiden Grenzwerte der periodischen Abstinnnungsänderung fällt und daher
die Ströme bei diesen Grenzwerten einander gleich sind.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Abbildungen q. bis 7 näher
erläutert.
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Ein Ausfiihrungsbeisp:el der Erfindung ist in Abb..I dargestellt.
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Die Senderantenne A ist Tiber die Abstimmspule La, eine in Reihe damit
liegende feste Zusatzspule L, die Primärwicklung eines Stromwandlers T und die Klemmen
YY, an «-elche die vom Sender herkommende Wechselspannung (über Kabel und Transformator)
angelegt wird, mit Erde verbunden. Der Pendelumschalter P besitzt eine Erregerwicklung
E, die in Reihe mit der Spannungsquelle 0, einem Schalter S und dein Erregerkontakt
p1 liegt. Ein weiterer Kontakt p2 liegt parallel zur Spule L, ein dritter Umschaltkontakt
p3 des Pendelwechselrichters ist so geschaltet, ,lall der bewegte Kontaktpol in
Reihe mit der Sekundärwicklung des Transformators T und einem Gleichrichter G liegt,
während die beiden festen Kontaktpole mit den Wicklungsenden des Differentialrelais
D verbunden sind. Die «Wicklungsmitte ist ebenso wie das nicht ain Gleic-lirichter
G liegende Sekundärwicklungsende des Transformators T geerdet. Der Umschaltkontakt
d des Differentialrelais D
legt je nach dein Sinn der Erregung entweder
die Spannung der Gleichspannungsquelle Q1 oder die umgekehrt gepolte Gleichspannung
der Quelle Q; an die Klemmen des umsteuerbaren Motors ibl; dieser ist mechanisch
mit der Abstimniungsv orrichtung der Spule La
gekuppelt.
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Sobald der Pendelumschalter P durch Schließen des Kontakts S in Tätigkeit
gesetzt wird, wird die im Antennenkreis liegende Impedanz L durch den Kontakt p2
periodisch kurzgeschlossen. Der zeitgleich finit p2 arbeitende Schalter p3 gibt
auf die gegeneinander arbeitenden Wicklungen des Differentialrelais D Stromstölie,
die den Antennenströinen proportional sind, welche bei offener bzw. kurzgeschlossener
Selbstinduktion L im Antennenkreis fließen. Je nachdem ob man sich auf der linken
oder rechten Seite der Resonanzl-zurve befindet, hat der Differenzstrom in der Wicklung
des Relais verschiedene Richtung, und damit wird der Kontakt d nach verschiedenen
Seiten umgelebt. Die Drehrichtung des Motors t11 wird dadurch jeweils so bestimmt,
daß die Veränderung der Abstimtninipedanz I_" in Richtung auf die Resonanz erfolgt.
Ist die Resonanz erreicht, so erfolgt die Pendelabstimmung svinmetrisch zur Resonanzlage,
so .daß die Stromstöße in den beiden `Vicklungen des Relais gleich groß werden.
Der Anker des Relais nimmt Infolgedes@en die neutrale 'Mittellage ein und schaltet
den lIotor all ab.
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Abb.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welcher der
bei Resonanz verscliwitidende zeitliche Differentialquotient der mit der Abstimmung
geänderten Antennenleistung zur Steuerung der Abstiimuungs:eiiderung dient. In Abb.
j ist eine Resonanzkurve und ihr zeitlicher Differ°iitialtluotient beine steth;en
Durchlauf der Abstimmung, d. h. die Steilheit der Resonanzkurve dargestellt.
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Bei der Schaltung nach Abb. 6 wird durch Druck auf die Taste B der
Stromkreis des 1lotors 1I über die Kontakte a und p geschlos-,en. Eine Impedanz
des Antennenkreises, z. B. die veränderliche Selbstinduktion L ", wird durch clen
Motor lautend in e_iler bestimmten Richtung geändert. Beginnt in dur -Nähe der Resonanz
der Strom ini Antennenkreis zu fließen, so erhält man über den Kondensator t^ und
den NViderstand R einen Strom, der dem zeitlichen Differentialqtiotieiiten der Resonanzkurve
nahezu proportional
ist, sofern man dafür sorgt, daß der Scheinwiderstand
des Kondensators C genügend groß gegenüber dem Widerstand R wird.
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Die Verstärkerröhre V ist im Ruhezustand gesperrt, es fließt also
kein Anodenstrom. Infolge des Spannungsabfalls am Widerstand R wird die Gittervorspannung
weniger negativ, so daß ein Anodenstromstoß über die Wicklung des polarisierten
Relais PR erfolgt. Der Kontakt p wird also zunächst geschlossen.
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Die Empfindlichkeit des weiteren Relais F muß so geregelt sein, daß
es erst arbeitet und seinen Kontakt f öffnet, wenn p geschlossen ist. Die
Steuerung des Motors M erfolgtdann also allein über .den Kontakt p,- In. der _ Resonanz
selbst geht der Strom durch Null. PR wird stromlos und trennt daher den Motorstroinkreis
auf. Die Abstimmung der Senderantenne ist damit erreicht.
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Es empfiehlt sich ferner, in Verbindung mit der erfindungsgemäßen
Schaltung zusätzliche Anordnungen anzuwenden, welche bei größerer Verstimmung eine
zunächst rohe selbsttiiti1eAbstimmung auf dein kürzesten Wege ermöglichen, da die
beschriebenen Einrichtungen normalerweise nur dann sicher arbeiten, wenn die Anfangsverstimmung
nicht gar zu groß ist. Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Anordnung zeigt
Abb. 7.
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Legt man an den aus der Kapazität K" (Kapazität der Senderantenne)
der Selbstinduktion La (Antennenabstimmspule) bestehenden Serienresonanzkreis
eine Spannung (Senderspannung) mit einer Frequenz, die kleiner ist als die Resonanzfrequenz
des Kreises, so ist die Spannung an dem Kondensator K" größer als diejenige an der
SelbstinduktionL, Der Strom an der Wicklung I des Differentialrelais D überwiegt
also und legt den Kontakt d beispielsweise nach oben. Ist die Frequenz größer als
die Kreisfrequenz, so wird, umgekehrt die Spannung an La größer und dementsprechend
der -Strom - an der Wicklung 1I des Differentialrelais D überwiegend. Der Kontakt
d geht nach unten. Man kann es so einrichten, daß über den Kontakt d beispielsweise
ein Motor gesteuert wird, der durch Änderung von La die Abstimmung des Senderkreises
so verändert, daß er auf kürzestem Wege auf die Resonanz zuläuft.
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Im Fall der Resonanz würden die beiden Spannungen an K, und
La entgegengesetzt gleich groß, der Kontakt d würde also die Mittellage einnehmen
und den antreibenden Motor abschalten. In allen praktischen Fällen werden jedoch
die Resonanzspannungen an h, und La derart groß, daß die Gleichrichter G1
und G2 zerstört würden. Diese Gleichrichter müssen notwendigerweise sehr empfindlich
sein, da die zur Steuerung von D dienenden Spannungen außerhalb der Resonanz unter
Umständen zwei bis drei Größenordnungen kleiner als in der Resonanz selbst sind.
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Zum Schutze dieser Gleichrichter dienen die Glimnistrecken Gl,_ und
Gl2, die den Gleichrichter kurzschließen, sobald die Spannung an ihm die
Glimmspannung überschreitet. Die Abstimmung des Kreises aus K" und La kann
daher durch die -Anordnungen durch Abb. 7 nur bis in die Nähe der Resonanz. gebracht
werden. Die genaue Einstellung kann durch eine andere Anordnung, z. B. nach Abb.
.4, erfolgen.