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Anordnung zur Entkopplung von Sender und Empfänger in Ultrakurzwellen-Gegensprechanlagen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur .Entkopplung von Sender und Empfänger
in Ultrakurzwellengegensprechanlagen, bei denen auf jeder Station verschiedene Wellenlängen
zum Senden und Empfangen benutzt werden. Für solche Gegensprechanlagen ist es bereits
bekannt, die Sende- und Empfangsgeräte an verschiedenen Punkten einer gemeinsamen
Leitung anzuschließen, wobei jeweils das Empfangsgerät vom eigenen Sender nicht,
dagegen aber vom Sender der Gegenstation möglichst heftig. angeregt werden soll.
Es ist bekannt, daß man an bestimmten Stellen einer Lecherleitung Spannungsknoten
erzwingen kann. Es sind dies diejenigen Stellen, die in ' einem Abstand von einem
ungeraden Vielfachen einer Viertelwellenlänge von einem offenen Ende der Leitung
oder in einem Abstand eines. Vielfachen einer halben Wellenlänge von einem kurzgesohlossenen
Ende der Leitung liegen.
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Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung der eingangs erwähnten Art
zur Entkopplung von Sender und Empfänger in Ultrakurzwellengegensprechanlagen dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer drahtlosen Übertragung die Antenne und das Sendegerät
mit dem Innenleiter einer koaxialen, an ihrem anderen Enge entweder offenen oder
kurzgeschlossenen Doppelleitung verbunden ist und daß die Anschlußstelle für das
Empfangsgerät an einer Stelle der Doppelleitung liegt, die sich im Fall einer offenen
Leitung von dem freien Ende in einem Abstand von einem ungeradzahligen Vielfachen
von einem Viertel der Senderwellenlänge oder im Fall einer kurzgeschlossenen Leitung
in einem Abstand von einem geradzahligen Vielfachen eines Viertels der Senderwellenlänge
befindet.
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Bei der eingangs erwähnten bekannten An-Ordnung ist diese Lehre nicht
gegeben, sondern die Lehre, den Empfänger und den Sender jeweils in einen gegenseitigen
Abstand von A/4 zu setzen. Diese Lehre führt jedoch nicht ohne weiteres zu dem gewünschten
Ziel.
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Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Abbildungen näher beschrieben
werden. Die Abb. i zeigt eine konzentrische Leitung mit einem Innenleiter a und
einem Außenleiter r. Werden dieser Leitung bei 3 Hochfrequenzschwingungen zugeführt,
so treten stehende Wellen .auf, die eine Maximalspan
nung am offenen
Ende der Leitung hervorrufen. Das Spannungsminimum liegt in einer Entfernung von
einer Viertelwellenlänge vom offenen Ende und ein weiteres Maximum in einer Entfernung
von einer halben Wellenlänge. Diese Spannungsverteilung ist-in der Abb. i durch
die Kurve 5 angedeutet. Der-
| artige stehende Wellen werden auf der LI,@,_ |
| tun- unabhängig von der Frequenz erzen |
| Die Stelle aber, an welcher ein Spannun |
| knoten auftritt, verschiebt sich bei einer Ä , |
derung der Frequenz. Hrzeugt also die Spannungsquelle3 eine nicht gewünschte Frequenz,
so kann der Verbraucher (z. B. Empfänger). der an die Leitung anzuschließen ist,
im Spannungsknoten der ungewünschten Frequenz angelegt werden, im Falle der Abb.
i also bei q.. Auf diese Weise gelangt keine Spannung von unerwünschter Frequenz
an den Verbraucher, während die übrigen Frequenzen in verschiedener Stärke vorhanden
sind.
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Die Abb. 2 zeigt eine konzentrische Leitung, deren Länge gleich einer
ganzen Wellenlänge der auszuschaltenden Frequenz beträgt. Die dieser Frequenz zugeordnete
stehend. Welle ist mit 6 bezeichnet. Für diese Welle existieren zwei Knotenpunkte,
einer bei 7, der andere bei B. Wird die Leitung noch länger gewählt, so treten die
Knoten jeweils in einem Abstand eines ungeraden Vielfachen einer Viertelwellenlänge
vom offenen Ende der Leitung auf. Die Kurven 9 und io stellen die' stehenden Wellen
für zwei andere Frequenzen dar, die oberhalb und unterhalb der ungewünschten Frequenz
liegen und die gleichzeitig an die Leitung angelegt werden. Die Knotenpunkte dieser
Frequenz liegen an anderen Stellen als die Knotenpunkte 7 und B. Man sieht außerdem,
daß beispielsweise am Knotenpunkt 7 der unerwünschten Welle die Amplitude der beiden
anderen Schwingungen- beträchtlich groß und fast maximal ist, wie es durch die Pfeile
12 und i i angedeutet ist. Wird demgemäß ein Empfangsgerät an der Stelle 7 an die
Leitung angelegt, so können Schwingungen der beiden gewünschten Frequenzen fast
maximal abgenommen werden, während die ungewünschte Frequenz vollkommen unterdrückt
ist.
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Aus der Abb. -2 erkennt man weiterhin, daß die Amplituden der beiden
gewünschten Frequenzen am Punkte 7 wesentlich größer sind als am Punkte B. Als Abnahmestelle
für die Schwingungen ist daher der Punkt 7 zu bevorzugen. Die an dieser Stelle auftretenden
Amplituden liegen weiter über den Amplituden der bei 3 zugeführten Schwingungen.
Es ist also möglich, außer der völligen Beseitigung der unerwünschten Frequenz eine
wesentliche Spannungserhöhung der gewünschten Frequenzen nur durch geeignete Wahl
des Abnahmepunktes an der Leitung zu erreichen.
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Die Abh. 3 und :l entsprechen den Abb. i und 2 mit dem Unterschied,
daß das Ende der konzentrischen Leitung nicht offen, sondern bei 13 kurzgeschlossen
ist. An (lern kurz--esclrlossenen Ende liegt dann jeweils ein Spannungsknoten, so
daß sich das gesamte
| Nil! um eine Viertelwellenlänge verschiebt, |
| übrigen aber der beschriebenen Spannungs- |
| rteilung völlig gleich ist. |
Die Abb. 5 zeigt ein Ahwendungsbeispiel der Erfindung, bei welcbem die konzentrische
Leitung aus einzelnen miteinander verbundenen Teilen 15, 16. 17, 1 8 besteht. deren
Länge jeweils ganz beliebig gewählt ist. Die Abbildung ist dabei rein prinzipiell
und gibt in keiner «'eise konstruktive Einzelheiten wieder. So brauchen z. B. die
äußeren Mäntel nicht jeweils frei zu endigen, sondern können überall den Innenleiter
umgehen. Die Empfangsschwingungen werden beispielsweise von der Antenne i9 aufgefangen,
die gemäß dein eingangs erwähnten Anwendungsbeispiel der Erfindung gleichzeitig
zum Senden und Empfangen auf verschiedenen `Fellen dient. Der Sender ist durch eine
Röhrenanordnung 20 #cheinatisch dar-estellt, Für ein einwandfreies Arbeiten dieser
Gegensprechanlage ist es Voraussetzung, daß die Sendeschwingungen nicht in den Empfänger
gelangen, da dieser sonst gegen die empfangenen Signale unempfindlich wird. Die
Eingangsspule des Empfängers ist mit 21 bezeichnet. Sie ist am Punkte 22 über eine
Leitung 23 an die als Filter dienende Leitung 15, 16, 17, 03 angeschlossen. Ain
Punkte 22 befindet sich ein Spannungsknoten für die Sendefrequenz. Da in dem dar=
gestellten Beispiel die Leitung 15 an ihrem Ende 2- offen ist, liegt der Punkt 22
in einem Abstande von einem ungeraden Vielfachen einer Viertelwellenlänge der Sendefrequenz
vom Punkte 2q.. Die einzelnen Teile der Gesamtleitung können, wie dargestellt, zusammengefaltet
sein, so daß die Außenleiter jeweils aufeinanderliegen. Die Erdung der Leitungsmäntel
erfolgt bei 25. Durch die konzentrische Ausführung ist vermieden, daß die Übertragungsleitung
selbst als Empfangsantenne wirkt. Praktische Versuche haben ergeben, daß mit der
erfindungsgemäßen Leiten- alle ungewünschten Frequenzen außerordentlich wirksam
beseitigt werden können, claß also die Leitung als Bandfilter wirken kann. dessen
Charakteristik beliebig verändert werden kann. Es hat sich gezeigt, daß bei einer
im Frequenzbereich von etwa 30 bis 4o M1-lz arbeitenden Polizeigegensprechstation
eine wirksame Trennung der Sendeschwingungen von den Empfangsschwingungen erreicht
werden konnte, obwohl die Frequenzen nur
um i MHz verschieden waren.
Der Frequenzunterschied konnte sogar noch beträchtlich verkleinert werden.
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Durch die konzentrische Ausbildung der Leitung, deren Außenmantel
geerdet ist, eignet sich die Anordnung insbesondere für die Anbringung in Fahrzeugen,
da der Außenmantel direkt mit dem Fahrzeugkörper mechanisch und elektrisch verbunden
sein kann. Die Leitung kann dabei entweder die in Abb. 5 dargestellte Form haben
oder gemäß Abb. 7 aufgerollt sein.
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Ist die zu beseitigende Schwingung mit sehr großer Amplitude am Leitungseingang
vorhanden, so kann es notwendig sein, die erfindungsgemäße Leitung zweimal anzuwenden,
wie'es in Abb. 6 dargestellt ist. Die am Ausgang der ersten Leitung a6 abgenommene
Schwingung wird nochmals in der zweiten Leitung 27 gefiltert, so daß der
Ausgang dieser zweiten Leitung nunmehr vollkommen frei von der unerwünschten Schwingung
ist. Es ist auch möglich, die Filterung noch mehr als zweimal anzuwenden.
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Die Abb.8 zeigt eine konstruktive Ausführungsform des Erfindungsgedankens,
bei welcher die Filterung wie in Abb. 6 zweimal vorgenommen wird. Die zu filternde
Spannung wird im Eingang einer konzentrischen Leitung, bestehend aus dem Innenleiter
2 und dem Außenleiter i, zugeführt. Als Abstandhalter zwischen den beiden Leitern
dienen Isolatoren 28. Die Länge 3o der Leitung entspricht der Gesamtlänge der Leitung
26 in Abb. 6. Der zweite Leitungsteil, der der Leitung 27 in Abb. 6 entspricht,
ist mit der erstgenannten Leitung durch ein T-Stück 3 r an einem Spannungsknoten
der unerwünschten Schwingung verbunden. Der Spannungsknoten befindet sich im Abstande
einer halben Wellenlänge vdn dem kurzgeschlossenen Ende 3-2 der Leitung. Die Unterbrechungen
33 und 3.4 in der Abb. 8 deuten an, daß die Leitungen länger sind als dargestellt.
Der Empfänger wird mit der zweiten Leitung durch ein T-Stück 35 verbunden.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Anwendung von konzentrischen
Leitungen, obwohl diese den Vorteil der vollständigen Strahlungsfreiheit besitzen.
Eine Zweidrahtleitung, die an sich ebensogut zur Durchführung des Erfindungsgedankens
angewandt «erden kann, strahlt immer einen Prozentsatz von Energie aus, so daß die
Leitung praktisch durch den Strahlungswiderstand gedämpft wird. Dies verursacht
aber wieder eine schlechtere Trennungsmöglichkeit zwischen gewünschten und ungewünschten
Frequenzen.